基于大学生电动方程式赛车设计过程分析
交通与建筑II
基于大学生电动方程式赛车设计过程分析
黄爱维王承梅许镜仪
(南通理工学院，江苏南通226002)
摘要:FSAE赛车项目由南通理工学院汽车服务工程和车辆工程专业合作开展。
本文详细介绍了本次设计
的方法及指导思想。
在设计过程分析中，综合电动汽车的结构特点，对汽车的传功系统、行驶系统、转向系 统、制动系统进行一一分析和布置。
关键词:FSAE赛车;设计;过程分析
中图分类号:U469.696 文献标识码:A 文章编号：1003-5168(2016)02-0100-02
Based on the Analysis of the Design Process of the Electric Formula Racing Car
Huang Aiwei Wang Chengmei Xu Jingyi
(Nantong Institute of Technology,Nantong Jiangsu 226002)
Abstract：FSAE racing project is developed by the Nantong Institute of technology automobile service engineering and vehicle engineering professional cooperation. This paper introduced the design of the method
and its reference. In the analysis and design process, w ith the structural characteristics of the integrated electric vehicle, the transmission system of automobile, driving system, steering system, braking system were analyzed and arranged.
Keywords：FSAE racing;design;process analysis
纯电动汽车是指将车载电池作为唯一动力源，以电机 驱动的方式驱动轮胎旋转,此类车辆能够符合道路交通、安 全法规中各项要求。
随着计算机的发展，电动车技术己经 成熟和完善，使驾驶变得更安全、方便、灵活、髓。
将来，电动汽车可以真正占据传统燃料汽车的未来竞争市场。
在设计过程中，首先从电动机和电池的选择人手，为 了使汽车获得最高行驶速度，经过计算选择电机和电池。
在选好电机和电池后，和设计燃油汽车的底盘一样, 同时综合电动汽车的结构特点，对汽车的传功系统、行驶 系统、转向系统、制动系统进行一一分析和布置[1]。
1纯电动赛车总体设计概述
l.i总体设计要求
设计要求有:赛车尺寸满足赛道和比赛要求限制;排 放要满足环保要求;注意使用时的安全问题;汽车各性能 应满足开发所确定的指标;知识产权保护;避免部件发生 运动干涉;采用可维修或者可维护材料;满足组委会的技 术规范。
1.2总体设目标
设计此赛车的性能并符合Formula SAE竞赛相关规 定和要求的方程式,该车的性能设计目标主要为以下几 点:0 ~ 100m直道加速时间小于12S;设计过程中成本、性 能和可靠性等方面有必要进行考虑；以试验的方式对赛 车进行验证，检测其是否达到设计目标。
主要的测试项 目包括直道加速，侧向速度skid-P ad测试。
总体设计是 以设计出一辆安全可靠、性能均衡、具有良好的驾驶特 性、调整方便且有足够速度的赛车为主要目的。
2全车结构
2.1动力总成和传动系统
主要部件包括动力电池、动力电机、变速机构、发动 机座、驱动轴、差速器基座、链轮/皮带轮、差速器轴承、差 速器、万向节、保护罩及连接紧固装置等。
2.2车架及车身
主要包括车辆承载部分、防滚架和外壳及蒙皮。
主要 部件包括加速踏板、制动踏板、变速杆(换档杆)及相关连
收稿日期= 2016-01-12
作者简介:黄爱维(1989-)，男，颂士在读，研究方向:汽车维修。
HENANKEJI-CHUAGNXINQUDONG 2016.02 100
河南科技•创新驱动..................................■>
接线、车身材料、底板、定风翼、安装基座和连接紧固件等。
2.3悬架系统
主要部件包括减震器、弹簧、悬架机械系统、拉/挺 杆、前/后支柱、直角杠杆/换向机构及连接紧同件等。
2.4制动系统
主要部件包括制动管线、制动块、卡钳、液压缸/泵和 制动盘等。
2.5转向系统
主要部件包括转向齿条/齿轮、转向节、方向盘等。
2.6车轮
主要部件包括轮辆、带耳螺母、轮胎、气门嘴、车轮平 衡块、轮毅轴承及前/后轮毂等。
2.7仪表
主要部件包括电机转速表、动力模块电子系统、车载 计算机、束线准口、仪表板、保险丝、刹车灯、启功机电磁 开关、指示灯、蓄电池、继电器、启动开关、水温表及连接 紧固件等。
2.8其他
主要部件包括座椅、安全带、车架/车身涂装、防火隔 板、后视镜和安全护罩等。
3总体设计进度
首先熟悉发动机及汽车其他配件;依照南通理工汽 车学院现有资料初定总体参数;设计并布置悬架;设计车 架,然后装配各零部件;设计并布置后轴传动，确定传动 方式;设计并布置座椅和转向系统;重新确定轴距;布置 制动系统和电器系统;最后设计并安装车身。
4赛车设计的基本流程
4.1初始规划和调研
了解目车的参觀求和实的可行性。
4.2方案的确定和修改
其任务是提出赛车的设想，主要根据为讨论决策所 选定的目标及对开发目标制定的工作方针和设计原则等 主导思想。
4.3绘制总布置草图
通过绘制总布置草图，确定整车主要尺寸、质量参数 与性能指标以及各总成的基本型式。
在总置草图上要较 准确地画出各总成及部件的外形和尺寸，对轴载荷分配 和质心高度作计算与调整,以便较准确地确定汽车的轮 距、总长、总宽、总高、离地间隙或车身地板髙度等。
4.4车型设计和车身框架模拟设计
使用建模工具比如UG和CAD等常用的机械制作或 者模具打造的模拟软件，对车身的稳定和风阻等方面问题进行适当修改’然后征求领导和专家意见。
4.5赛车设计未来规划
此次设计的方程式赛车为以后实体操作和应用打下 基础。
规划包含如下几方面:设计要求、设计灵感和设计 理论依据，赛车现实用途和生产规格;赛车型号、核定承载 量、构架形式及主要规定指标和参数，赛车要求的基本尺 寸和整车规格、轴承参数，符合规定的环保指标和安全性。
5赛车各系统设计
赛车采用国内外FSAE普遍应用的发动机中置后驱 的布置方式。
5.1悬架总成
对于FSAE赛车悬架系统，赛车采用当今广泛应用于 方程式赛车的双横臂独立悬架。
独立悬架有多种结构形 式，如双横臂式、烛式、麦弗逊式等。
其中,不等长双横臂 式独立户悬架的设计自由度大，悬架控制臂的长度可自 行设定，有较小的非簧载质量。
5.2转向系统设计
针对转向系统方案的确定，赛车的转向机构转向梯 形前置，转向拉杆横置，转向机构为齿轮齿条。
由于在连 接转向节臂、横拉杆以及齿条机构的过程中必然存在微 小的间隙，因此在转向梯形后置的状态下，当车辆转弯 时，来自转向轮的力将会影响整个转向系统，这将对其操 控性产生一定不良的影响。
5.3赛车制动的规划
机械摩擦式制动系统是目前汽车广泛采用的,是利用 摩擦旋转元件来使汽车动能衰减，生活中常见的机械摩擦 式制动元件有鼓式和盘式。
根据大学生方程式赛车赛事 规则，赛车配备的制动系统必须有2套独立的液压回路，以防系统泄露或失效时，至少在两轮上保持有效的制动力。
而盘式制动器的优点就是更稳定的制动系统，更好的水稳 定系统，更好的散热系统，更方便的维护和保养。
6小结
本FSAE设计,主要是对所学的汽车设计知识的总 结。
课题研究包括:电动机的选取,电动机外轮廓尺寸的 确定;还有在选取后对汽车动力性的计算。
而作图环节 更是锻炼了设计者的动手实践能力，学会使用CAD、UG 等绘图工具，并且了解了一些小的技巧。
在设计赛车的 过程中，需要查阅大量的资料才能完成。
参考文献：
[1 ]周定陆,杜子学.汽车总体布置设计应考虑的问题[J]. 汽车研究与开发,2001(2) :23-26.
101 HENANKEJI-CHUAGNXINQUDONG 2016.02。
FSAE大学生方程式赛车(电动版)设计说明书
以大学生方程式赛事为背景，参考广西工学院鹿山学院大学生方程式赛车作为基础，应用汽车理论和汽车设计等相关知识结合比赛规则，对赛车的基本尺寸、质量参数和赛车的性能参数进行选择，对赛车各总成进行选型和总布置，进行赛车蓄能系统、再生制动系统以及行驶系统、传动系统进行设计。
根据同组同学确定的驱动系统，结合比赛需求计算出电池、电容容量和要求，选择电池、电容型号和组合形式，确定出外形尺寸和质量和安装位置。
再为蓄能装置匹配出合适的充电系统。
设计节能环保的再生制动系统,然后按照鹿山二号对纯电动方程式赛车的行驶系统、传动系统进行改动,最后再结合同组同学的参数，确定整车的设计参数。
随着全球能源、环境问题的日益严峻，节能环保的纯电动车辆将会成为下一个时代的主流。
关键词：大学生方程式赛车；总布置；磷酸铁锂电池；超级电容Students Formula One racing events as the background, refer to the Guangxi Institute of Technology the Kayama College Students Formula One racing as a basis for the automotive design and automotive theory and other related information as well as the FSAE competition rules，application of automotive theory and knowledge of automotive design , combined with the rules of the game , the basic dimensions of the car , quality parameters and performance parameters of the car selection , selection and general arrangement of the assembly of the car , the car energy storage system , regenerative braking system and driving system, transmission system design.According to the same group of students to determine the drive system , combined with the game needs to calculate the battery, capacitor , capacity and requirements , select the battery, capacitor model and the combination to determine the shape size and quality , and installation location . Match the charging system for the energy storage device . The regenerative braking system of the design of energy saving and environmental protection , and then follow the Lushan II Formula One racing for pure electric driving system , the transmission system to make changes , and finally combined with the parameters of the same group of students to determine the design parameters of the vehicle .Keywords:college students and Formula One racing ; general arrangement ; lithium iron phosphate batteries ; super capacitor目录1 绪论 (4)1.1 大学生方程式赛事介绍 (4)1.2 大学生方程式的历史 (4)1.3 赛事意义 (5)1.4 国内外发展现状 (5)2 纯电动方程式赛车总布置设计 (6)2.1 赛车主要参数的选取 (6)2.1.1 纯电动方程式赛车机械部分参数的选取 (6)2.1.2 赛车性能参数的选取 (7)2.1.3 悬架主要参数（学院车队提供） (8)2.2 赛车驱动电机的选取 (8)2.2.1 电机类型的选择 (8)2.2.2 电机功率的选择 (9)2.3 赛车各总成选型原则和总布置 (10)2.3.1 悬架、轮胎的选择 (10)2.3.2 制动系统 (10)2.3.3 车架 (11)2.4 人机工程 (11)2.4.1 人体尺寸 (11)2.5 赛车的轴荷分配 (12)2.5.1 学院鹿山2号的轴荷分配 (12)2.5.2 纯电动方程式赛车相对后轴增加的质量分布的计算 (13)2.5.3 纯电动方程式赛车轴荷的分配 (13)3 储能装置的选择 (14)3.1 蓄能装置的容量计算 (14)3.1.1 赛车的续驶里程 (14)3.1.2 蓄能器容量的计算 (14)3.2 蓄能装置类型的选择 (14)3.2.1 高比能量蓄能装置 (14)3.2.2 高比功率储能设备的选择 (17)3.2.3 高比功率装置的计算 (17)3.2.4 超级电容的计算 (22)4 充电器的设计 (24)4．1 锂离子电池充电方法 (24)4.1.1 常用的充电方法[10] (24)4.1.2 赛车充电放式的选取 (25)4．2 赛车的充电要求 (25)4.2.1 赛车的充电要求 (25)4.2.2 充电器方框图 (26)4.2.3 充电器的分析 (27)5 再生制动 (29)5.1 赛车制动力矩的计算 (29)5.1.1 赛车制动力的要求 (29)5.1.2 赛车制动力的计算 (29)5.2 制动距离和制动减速度 (30)5.2.1 制动减速度计算 (30)5.2.2 制动距离计算 (31)5.3 制动效能的恒定性 (31)5.4 制动的稳定性 (31)5.5 前、后制动器制动力的比例关系 (31)5.5.1 求出I曲线 (31)5.5.2 具有固定比值的前、后制动器制动力分析 (32)5.6 赛车要求的最大制动力 (33)5.6.1 赛车最高车速下所具有的能量 (33)5.6.2 塞车的制动力要求 (34)5.6.3 赛车制动器制动力的选取 (34)5.6.4 赛车再生制动路线分析 (36)6 机械传动系统与行驶系 (37)6.1 机械传动系统 (38)6.2 行驶系 (38)6.2.1 车架 (38)6.2.2 车桥和车轮 (38)6.2.3 悬架 (39)致谢 (42)参考文献 (43)1 绪论1.1 大学生方程式赛事介绍全球可利用能源逐渐减少、环境恶化的形式越来越严峻，人类需要一个更安全、低碳的能源体系及环境。
毕业设计(论文)-大学生方程式赛车设计(传动及最终传动系统设计)(含全套CAD图纸)
大学生方程式赛车设计（传动及最终传动系统设计）摘要汽车传动系统的基本功用是将发动机输出的动力传递给驱动车轮，传动系统对整车的动力性和设计中一个重要的组成部分。
本文主要研究的是FSAE方程式赛车传动系统的燃油经济性有很大的影响，故传动系统参数的确定是汽车设计，基于我院LS Racing车队三年来的比赛经验和设计理念，对赛车的传动系统进行优化和改造。
本赛车选用的是铃木CBRR600四缸发动机，差速器是选用德雷克斯勒限滑差速器（Drexler），根据发动机的特性参数、档位比和差速器的工作原理，选择合适的链传动比，计算链条的参数，设计差速器固定支架，合理的布置整个传动系统。
针对传动系统各组成部件，采用ANSYS有限元分析软件对零部件进行强度校核，优化结构使其达到质量轻、强度高的目标。
关键字：FSAE，差速器选型，德雷克斯勒限滑差速器，传动系IFormula SAE of china (transmission and final drivesystem)ABSTRACTThe basic function of auto transmission system is transfer engine power to drive wheels .The transmission system has a great influence in dynamic performance .So the parameter of drive system is one of the important part in automobile design .The article mainly research is drive system design of FSAE racing car. The car drive system optimization and transformation is based on LS Racing team competition experience and design concept in the past three years .The racing car engine is choose SUZUKI GSX-R600 have four cylinder engine .The differential is choose Drexler limited slip differential. According to the characteristics of the engine parameters, gear ratio and differential working principle ,that choose the right chain transmission ratio, calculation chain parameters, design the differential fixed bracket, reasonable arrangement of the drive system. Aimed at the transmission system components, use the ANSYS finite element analysis to check intensity of the parts, that optimize structure enables it to achieve light weight, high strength goal.KEY WORD：FSAE, Differential selection, Drexler limited slip differential, the ANSYS finite element analysis目录第一章大赛背景及发展现状 (1)§1.1 赛事背景 (1)§1.2 国外情况 (2)§1.3 国内情况 (2)第二章绪论 (4)§2.1 传动系统的组成 (4)§2.2 传动系统的功能实现 (4)§2.3 FSAE大学生方程式赛车传动系统的特点 (5)§2.4 中国大学生方程式汽车大赛（FSC）传动规则和要求 (6)§2.5 本次传动系统设计任务 (6)第三章赛车动力总成的选择与布置 (7)§3.1 整车参数与主要结构 (7)§3.2 赛车动力性计算 (9)§3.2.1 主减速比确定 (9)§3.2.2 赛车驱动力的计算 (10)§3.3 赛车动力性的验证与优化 (11)§3.3.1 拟合外特性曲线图 (11)§3.3.2 驱动力-行驶阻力平衡图 (12)§3.3.3 发动机功率-行驶阻力功率平衡图 (13)§3.3.4加速度特性曲线 (13)§3.3.5 动力因数图 (14)§3.4 传动方式确定 (14)第四章动力总成与车架的连接及与驱动轮的传动设计 (18)§4.1 差速器固定 (18)§4.2 车轮法兰设计 (20)§4.3 大小链轮的设计 (21)§4.3.1 链轮齿数1Z、和传动2Z比i的计算与确定 (21)§4.3.2齿数的选取原则 (21)§4.3.3 传动比的确定 (21)§4.3.4 链轮的计算与选取 (22)§4.4 差速器的设计与选择 (26)§4.4.1 差速器原理 (26)§4.4.2 差速器的分类 (27)§4.4.3 方程式赛车的差速器结构选择 (31)§4.4.4 差速器选用说明 (32)§4.5 万向节的选择 (32)§4.5.1 万向节的工作原理 (33)§4.5.2 等速万向节的分类 (33)§4.6 此次设计选用的万向节类型 (36)参考文献 (38)结束语 (38)第一章大赛背景及发展现状随着我国汽车工业的崛起，赛车文化日益蓬勃发展，同时为号召十二五时期党中央提出的科技强国口号，在这样一个背景下，2010年首届中国大学生方程式汽车大赛在上海国际赛车场隆重举办。
FSAE电动赛车整车布置及性能分析
FSAE电动赛车整车布置及性能分析摘要: 大学生电动方程式赛车是在传统燃油大学生方程式赛车的基础上发展起来的，其绝大多数零部件都与燃油车相似，如赛车的车架、制动、传动以及悬架等，其主要差别在于动力系统和电子控制系统。
本文以FSAE大学生电动方程式赛车整车布置及性能分析为研究对象，主要进行以下研究：1）通过研究大学生方程式汽车大赛赛事相关规则以及赛车制造标准要求，掌握电动赛车总体布置方案；2）查阅国内外相关参考文献，从而为整车布置以及整车参数设计提供理论依据；3）首先从车架结构以及车架所使用的材料进行选择说明，通过结构与材料之间的对比，分别选择合适结构和材料来设计车架，建立电动赛车车架的三维模型；4）对悬架采用的类型与部件的设计参数进行讨论说明，然后对悬架特性参数进行计算说明，确定悬架的硬点位置，最后对悬架系统的零部件结构进行设计，从而确定赛车悬架系统；5）首先确定制动系统采用的方案，选择制动器的形式与液压分路系统；然后对制动系统的主要参数与盘式制动器的相关尺寸进行相关计算；最后对整套制动系统的液压驱动机构进行设计计算，包括前后轮制动卡钳的尺寸以及前后轮制动主缸尺寸的大小。
由于电机是驱动电动赛车的唯一动力源，所以它的选择尤为重要，关系到整个汽车的动力性和操纵稳定性。
实际应用时，往往会因为各种情况导致实际转矩和理论转矩出现误差，本文选用永磁无刷直流电机来当作电动赛车驱动系统的驱动电机。
根据方程式汽车大赛规则，FSAE赛车的车架设计内容包括车架的结构布置、车架材料的选择、车架的内部空间布置设计并且设计要符合人机工程。
FSAE赛车车架采用桁架式车架结构，选择了四种厚度不同的的30CrMo钢材，最大限度地缩小赛车的整车重量，使得车架的整体性能得到提高。
结合国内外车队相关悬架优秀设计经验，本文选择了推杆不等长双横臂悬挂。
主要因素有：推杆不等长双横臂悬挂，加工方便，装配精度高，符合学生的技术水平；重心较高的问题，由于采用了铝合金部件和碳纤维材料，可以有效解决；赛车通过传动形式的对比，选择链传动作为本次设计的传动形式。
车辆工程专业精品毕业设计大学生方程式纯电动赛车(总体设计)(有cad图+exb图+中英文翻译)
大学生方程式纯电动赛车（总体设计）摘要本文详细介绍了本次设计的方法及指导思想，本次设计的内容是大学生方程式纯电动赛车的设计。
纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。
由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，但当前技术尚不成熟。
随着计算机和电子产品继续开放级骑，电动车技术已经成熟和完善，使驾驶变得更安全，方便，灵活，舒适。
现在，从普通消费者从很远的电动车，只有在少数人匆忙它时髦。
电力汽车可以真正传统燃料汽车在未来竞争的汽车市场，最终会和智能汽车的电动汽车代替。
这只是时间问题。
在设计过程中，我是从电动机和电池的选择入手，为了使汽车获的最高行驶速度,经过计算选择了电机和电池。
在选好电机和电池后，和设计燃油汽车的底盘一样，并同时综合电动汽车的结构特点，对汽车的传动系统，行驶系统，转向系统，制动系统进行一一分析和布置。
在这为纯电动赛车车设计底盘的过程中，要特别注意电动汽车与燃油汽车不同的地方。
在我所设计的这辆纯电动赛车上，它的传动系很简单，是电机直接和主减速器用链传动直接连接，这样整个底盘的总布置也可以变的很自由。
关键词：纯电动赛车，电机，电池，底盘总布置ABSTRACTThis paper introduces in detail the design methods and the guiding ideology, the content of this design is a college student equation of pure electric car design. Pure electric car is powered by car power, with the motor driven wheel driving, conform to the requirements of road traffic and safety regulations of the vehicle. Because of less environmental impact compared with the traditional cars, its prospect is widely, but the current technology is not mature. With the computer and electronic products continue to open-class ride, electric car technology has matured and improved, making driving safer, convenient, flexible and comfortable. Now, the electric car from the ordinary consumer from very far, only a few people in a hurry fashionable it. Electric cars can really traditional fuel vehicles to compete in the future automotive market will eventually be electric cars and smart cars are replaced. This is only a matter of time that day will come for.In the design process, first is to the selection of motor and battery, in order to make the car won the highest speeds, I chose the motor and battery after calculation. After chooses the electrical machinery and the battery, is same with the design fuel oil automobile chassis, and simultaneously synthesizes the electric automobile the unique feature, to the automobile transmission system, the travel system, the steering system, the braking system carries on analyses and the design. In the car chassis design process for electric vehicles, it is important to pay special attention to the different parts of the electric vehicles and fuel cars. The electric car’s drive train I designed is very simple. motor and reducer connected directly with chain transmission, so the layout of the whole chassis is free.KEY WORDS: electric car, electromotor, the battery, the chassis layout目录第一章大学生方程式赛车介绍 (1)§1.1 FSAE 赛车起源 (1)§1.2 FSAE 赛车现状 (2)§1.2.1 赛车现状 (2)§1.2.2 我校赛车现状 (2)第二章纯电动汽车 (3)§2.1 纯电动汽车的发展 (3)§2.1.1 电动汽车电池发展 (3)§2.1.2 电动汽车行业发展 (4)§2.1.3 中国汽车驶入“无油”时代 (4)§2.2 汽车优点 (5)§2.3 发展现状 (6)§2.3.1 发达国家现状 (6)§2.3.2 中国现状 (8)§2.4 电动车的未来发展方向 (8)§2.5 大学生方程式纯电动赛车发展状况 (10)第三章赛车总体设计 (11)§3.1 赛车总体设计概述 (11)§3.1.1 总体设计要求 (11)§3.1.2 总体设计目标 (11)§3.1.3 整车结构 (12)§3.1.4 总体设计进度概述 (13)§3.1.5 课题的意义 (14)§3.2 赛车总体设计的一般顺序 (15)§3.3 赛车各系统设计 (17)§3.3.1 悬架系统设计 (17)§3.3.2 转向系统设计 (18)§3.3.3 制动系统设计 (18)§3.3.4 车架设计 (19)第四章赛车主要参数的初步确定 (21)§4.1 主要参数 (21)§4.1.1 主要技术参数 (21)§4.1.2 电动机的选择 (21)§4.1.3电动车电池面临的主要问题 (24)§4.1.4电动车电池的选择 (25)§4.1.5 轮胎的选择 (26)§4.2 赛车主要设计参数的确定 (27)§4.2.1 性能参数的计算 (27)§4.2.2 整车尺寸参数 (28)§4.3.3 主要技术参数 (29)第五章赛车动力性分析 (30)§5.1 行驶稳定性计算 (30)§5.2 动力性计算 (31)第六章赛车的底盘总布置 (33)§6.1 整车布置的基准的确定 (33)§6.2 赛车布置 (33)总结 (36)参考文献 (37)致谢 (38)。
中国大学生方程式赛车设计
中国大学生方程式赛车设计在汽车工业飞速发展的今天，赛车运动尤其是方程式赛车运动在全球范围内都拥有着广泛的影响力。
在这场技术的盛宴中，中国大学生方程式赛车设计正在崭露头角，他们以独特的视角，充满热情地参与到这个充满挑战与创新的项目中。
中国大学生方程式赛车设计赛事起始于2010年，以“培养大学生团队精神、设计和动手能力”为主旨，是一项由在校学生自行设计、制造、调试方程式赛车的比赛。
这种赛事不仅需要学生掌握扎实的理论知识，还需要他们具备极强的实践能力和团队合作精神。
在今年的比赛中，来自全国各地的车队都展现出了极高的竞技水平。
例如，华南理工大学车队以7项核心指标全部合格的优秀成绩夺得了总冠军。
这不仅体现了他们在赛车设计上的高超技能，更彰显了他们在团队合作和创新上的实力。
方程式赛车的设计与制造是一个复杂且繁琐的过程。
从最初的草图设计，到最后的赛车制造完成，每一步都需要精细的计算和设计。
而且，由于比赛规则的限制，每辆赛车都需要在保证性能的同时，尽可能地降低成本和重量。
这无疑是对参赛者们的一次巨大的挑战。
然而，这些年轻的大学生并没有被困难所吓倒。
他们以积极的态度和极高的热情投入到这个项目中，用他们的智慧和努力，一次次突破难关，一次次刷新记录。
他们的努力不仅仅体现在赛车的性能上，更体现在他们的团队合作和创新能力上。
中国大学生方程式赛车设计比赛不仅提供了一个展示大学生们创新能力的平台，更是他们实践理论知识的最佳场所。
在这个平台上，他们可以自由发挥，大胆创新，从而提升自我价值。
同时，通过这样的比赛，他们也提前接触到了社会的挑战与压力，为未来的职业生涯打下了坚实的基础。
中国大学生方程式赛车设计比赛对于推动中国汽车工业的发展也起到了积极的推动作用。
通过参与这样的比赛，学生们可以更加深入地了解到汽车工业的最新技术和趋势，从而提升自己的专业素养。
他们也通过这个平台结识了许多志同道合的朋友，为未来的合作与发展打下了良好的基础。
大学生方程式赛车设计与分析(完成)
上海工程技术大学毕业设计（毕业论文）任务书学院汽车工程学院专业机械设计制造及其自动化（汽车工程）（中美合作）班级学号062110316学生彭涛指导教师李传昌题目方程式赛车发动机进气系统设计与分析任务规定进行日期自2014 年2 月17 日起，至2014 年6 月20 日止目录摘要 (4)关键词 (4)Abstract (5)Key words (5)引言 (5)绪论 (6)1.1 课题研究背景和意义 (6)1.2 汽车发动机进气系统的简介 (7)1.2.1 进气系统定义 (7)1.2.2 基本构成 (7)1.3 汽车发动机进气系统发展趋势 (7)1.4 进气限流情况下提高进气效率技术的研究现状 (8)1.5 研究内容 (8)1.6 进气系统系统概述 (9)1.6.1 进气系统结构参数对充气效率的影响 (9)1.6.2 进气管长度对充气效率的影响 (9)1.6.3 FSAE规则对进气系统限制 (10)1.6.4 赛车进气系统主要构成 (11)2 进气系统方案设计 (11)2.1 进气系统设计流程 (11)2.2 确定进气系统材料与制造工艺 (13)2.3 节气门体类型选择 (14)3 设定进气系统各部件基本参数 (15)3.1 系统参数 (15)3.2 空气滤清器 (15)3.3 限流阀开口 (16)3.4 限流阀 (16)3.5 限流阀扩散器 (17)3.6 稳压腔 (17)3.7 进气道 (18)3.8设计要求 (18)3.8.1 进气方案 (18)3.8.2 进气管形式 (19)4 各部件基本参数设计 (21)4.1 节气门口径 (21)4.2 进气总管长度 (21)4.3 稳压腔体积 (22)4.4 进气歧管长度 (22)5 流场分析 (22)5.1 分析软件介绍 (22)5.2 模型网格划分与边界条件初定义 (23)5.2.1 进气总管分析 (23)5.2.2 稳压腔分析 (25)5.2.3 进气歧管长度分析验证 (29)6 进气系统装配 (29)7 结论与展望 (31)参考文献 (32)大学生方程式赛车进气系统设计与分析车辆工程专业彭涛指导教师李传昌摘要：本设计是针对我院2014年FSAE赛车发动机进气系统的优化设计与仿真研究。
大学生F1方程式赛车整车设计毕业论文
大学生F1方程式赛车整车设计毕业论文大学生F1方程式赛车整车设计摘要本文基于汽车理论课程实践所做的BAJA赛车模型，并结合FSAE 赛车比赛规则和赛道的布置特点，进行拓展设计一款大学生F1方程式赛车。
从赛车底盘角度出发，本文侧重于汽车车架的设计，因为车架是整车的重要组成部分，它不仅承受着来自路面的各种复杂载荷，同时也是其他总成的安装载体。
通过有限元法对车架结构进行分析，对提高整车的各种性能有重要的意义。
本文根据《中国FSC大赛规则（2012）》要求，首先利用UG6.0软件对赛车车架进行结构设计，建立起多个车架的三维模型，然后将设计出来的多个车架以及BAJA模型的车架导入到有限元软件中，对车架进行静力学分析，通过对比静力和应力分布图分析选出更优秀的车架。
同时对Formula SAE赛车的发动机系统、车轮系统、传动系统、悬架系统、转向系统、制动系统等进行选型和整体布置，然后根据所选的总成参数对整车动力性能进行匹配以及整车动力性能进行分析，从而设计出一款符合大赛要求同时性能优异的赛车。
关键词：UG，大学生F1方程式赛车，车架，有限元分析，动力匹配Formule SAE Collegiate Design of The Racing CarABSTRACTThe article is Based on the BAJA racing car model which is made at the Practice of Automobile Theory Course , and at the same time with combinations of the FSAE car racing game rules and the circuit layout characteristics, to expand the design of a formula sae race car. Start from the chassis of the car , this article focuses on the design of automobile frame, because the frame is an important part of vehicle, it not only suffered from a variety of complex surface load, at the same time it is the carrier to installthe other assembly. Through the finite element method analysis of frame structure, has important significances to improve the vehicle performance. According to《FSC contest rules (2012) of the People's Republic of China》requires, first of all, using the software of UG6.0 to carrry out on the car frame structure design, setting up multiple 3 d model of the frame, and then imported multiple frame and BAJA model frame into the finite element software, using the statics to analysis the frame, by comparing the static and stress distribution analysis to select the better frame. To select the type of Formula SAE racing car engine system, the wheel system,the transmission system, the suspension system, the steering system and the brake system and layout of the whole, and then according to the parameters of the selected to match the vehicle dynamic performance and analyzed the vehicle dynamic performance , Thus design a car to match requirements of the competition and also have performances.KEY WORDS:UG, the formula 1 racing car of College students, frame ,finite element analysis , dynamic matching.目录第一章绪论1.1、 Formule SAE概述1.1.1、背景1.1.2、发展及现状1.2、任务及目标第二章赛车总体参数与主要总成的选择2.1、概述2.1.1、总体设计因满足的要求2.1.2、总体设计的目的2.2、汽车形式的选择2.2.1、轴数2.2.2、驱动形式2.2.3、布置形式2.3、汽车主要参数的选择2.3.1、汽车主要尺寸的确定2.3.2、汽车质量参数的确定2.3.3、汽车动力性参数的确定2.4、发动机的选择2.4.1、发动机限制2.4.2、发动机主要性能指标的选择2.4.3、进气系统2.4.4、排气系统2.5、传动系统2.5.1、变速箱性能参数的确定2.5.2、主减速器及差速器的确定2.6、轮胎和轮辋的选择2.7、悬架系统的选择2.7.1、比赛要求2.7.2、悬架的作用2.7.3、悬架的分类2.7.4、悬架的选择2.7.5、方程式赛车悬架的特殊性2.8、制动系统的选择2.8.1、制动系统要求2.8.2、制动器的分类2.8.3、制动器的选择2.9、转向系统的选择2.9.1、转向的要求2.9.2、转向系的确定2.10、车架形式的选择2.10.1、车架的定义2.10.2、车架的设计2.10.3、车架的分类第三章赛车整车的总体设计3.1、车架的设计3.1.1、车架的设计流程3.1.2、车架设计要求3.1.3、名词解释3.1.4、车架设计过程3.1.4.1、前环以及前斜撑设计3.1.4.2、主环设计3.1.4.3、支撑要求3.1.5、车架材料的选择3.1.6、车架焊接方式的选择3.2、其他部件的三维建模3.2.1、发动机总成以及变速箱三维建模3.2.2、制动总泵以及各个踏板的三维建模3.2.3、悬架系统建模3.2.4、制动系统的三维建模3.2.5、车轮三维建模3.2.6、后驱动桥三维建模3.2.7、转向系统的设计3.2.8、油箱三维模型的建立3.2.9、车身的设计3.2.10、座椅的设计3.2.11、赛车的总装第四章整车设计中的关键问题4.1、车架强度校核4.1.1、有限元软件介绍4.1.2、有限元模型的建立4.1.3、模型的简化及建立4.1.4、网格划分4.1.5、车架静力学分析4.1.5.1、车架静态载荷分析4.1.5.2、工况分析及边界条件处理4.1.5.3、弯曲工况分析4.1.5.4、制动工况的分析4.1.6、车架刚度分析4.1.6.1、车架扭转刚度分析4.1.6.2、车架弯曲刚度分析4.1.7、车架模型（二）的有限元模型分析4.2、动力系统计算匹配及评价4.2.1、概述4.2.2、动力性能计算4.2.2.1、动力性相关公式4.2.2.2、计算过程及结果4.2.2.3、本节结论第五章结论参考文献致谢绪论1.1、Formule SAE概述1.1.1、背景Formula SAE，是由各国SAE，即汽车工程师协会举办的面向在读或毕业7个月以内的本科生或研究生举办的一项学生方程式赛车比赛，要求在一年的时间内制造出一辆在加速、刹车、操控性方面有优异的表现并且足够稳定耐久，能够成功完成规则中列举的所有项目业余休闲赛车。
基于FSEC方程式赛车的整车压力分布测定及尾翼优化设计
基于FSEC方程式赛车的尾翼优化设计及整车压力分布测定1.实验目标：（1）通过CFD模拟不同尾翼在流场的性能进行对比优化。
（2）通过Fluent进行整车计算，得到压力云图与迹线图进行分析。
2.实验原理：FSEC是中国大学生电动方程式大赛的简称，是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛；各参赛车队按照赛事规则和赛车制造标准，在一年的时间内自行设计和制造出一辆在加速、制动、操纵性等方面具有优异表现的小型单人座休闲赛车。
本实验基于2017年上海工程技术大学锐狮电动方程式赛车，在攻角优化完成的情况下对于其尾翼进行对比再优化和整车流体分析。
一般而言，方程式赛车的气动阻力系数在0.7-1.0之间，是目前乘用车的二至四倍。
其中一方面因为赛规限制（车轮外露），另一方面是因为方程式赛车的下压力通常比阻力重要。
因此在方程式赛车空气动力学方面则需要良好的处理压力与阻力的关系和气流的流动方向，进而使赛车更有竞争力。
通常在方程式赛车行驶过程中，气流最先达到前翼，前翼控制着空气在赛车其余部位的流动，同时起到提供下压力和减小前轮气动阻力及引流的的作用；侧翼则控制着侧车身气流方向，使整车在结构上更加紧凑，同时减小了后轮的气动阻力，增加了重心处的下压力，使赛车操纵更加平稳；尾翼为赛车后部提供下压力，它占全部下压力的20%-25%。
相对于前翼与侧翼的各种要求，尾翼的用途只有一个，即在尽可能减小气动阻力的情况下提供下压力。
对于尾翼来说，想要获得较高气动压力的途径有：增加升力翼表面积；增加升力翼弧度；通过翼型开缝延迟气流分离。
对于方程式赛车，通常采用组合翼的形式。
通过翼型叠加能够获得更大的翼型攻角，升力系数也随之增加，这是因为气流经过两翼间缝隙时，通过前方翼型尾部的导流作用，使气流方向能够更加贴合后方翼型，因此后方翼型可以获得比前方翼型更大的攻角而不产生气流分离。
在尾翼设计中除了攻角的确定，其次便是翼片的组合与端板的设计；本实验在攻角确定的基础上，分别在CATIA中完成三翼板、双翼板、百叶三翼板的建模，对比不同翼数的性能比与同翼数下是否添加百叶结构的性能比，得到尾翼最终设计方案。
大学生方程式赛车设计（模具及卡具设计）（有cad图三维图）
大学生方程式赛车设计（模具及卡具设计）（有cad图三维图）毕业设计（论文）题目大学生方程式赛车设计（模具及卡具设计）2013年5月30日方程式赛车模具及卡具设计摘要本文依据大学生方程式汽车大赛FSAE赛事技术规则对大学生方程式赛车整体车架、悬架进行了模具及卡具设计。
在卡具设计当中不仅需要考虑赛车车架各杆件是否定位完全以及夹紧可靠，同时必须考虑支撑杆件的强度和刚度能否满足要求，最终还必须考虑焊接空间是否与支撑杆干涉。
在模具设计当中不仅要考虑凸、凹模的加工精度以及冲压机的选择，同时还必须考虑凸、凹模的强度和刚度。
本文在完全满足上述要求的前提下对模具及卡具进行了设计。
在模具及卡具设计之初，将方程式汽车大赛的有关规定和评分标准，作为后续模具及卡具设计的技术规范要求；为了达到卡具设计合理性的目的，本设计参考了湖南大学、天津大学以及部分国外大学的赛车模具及卡具。
进入设计阶段，本设计通过分析比较几种模具及卡具的结构形式，决定选择定位与夹紧一体化的卡具设计，采用压弯模制得对强度要求较高的主环。
然后依据技术规范、车架的最终尺寸确定了卡具及模具的结构形式和具体尺寸，并在UG7.0中建立车架卡具的模型。
再对模具及卡具进行受力分析，使各杆件能合理的定位、夹紧，使主环能满足强度和精度的要求，直至模具及卡具结构满足各个方面的要求。
关键词：FSAE，模具，卡具，建模，工艺分析FORMULE SAE—A MOLD AND FIXTURE DESIGNABSTRACTBased on equation FSAE car competition event technical regulations of university students for the college studentsformula overall frame, suspension for the mould and fixture design. In fixture design not only need to consider whether or not the car frame each bar of positioning and clamping completely reliable, at the same time must consider the strength of the support bar and stiffness can meet the requirements, the final must also consider whether the welding space interference with the support bar. During mold design should not only consider the machining precision of the convex, concave die and punch, also must consider the intensity of the convex, concave die and stiffness. In this paper, on the premise of fully meet the above requirements on the mould and fixture design.At the beginning of the mould and fixture design, the formula car contest regulations and criteria, as the follow-up mold and fixture design of the technical specification requirements; In order to achieve the purpose of fixture design rationality, the design reference of Hunan university, Tianjin university and some of the foreign car mold and fixture. Entered the stage of design, this design through the comparative analysis several kinds of mould and the structure of fixture, decided to choose integration of positioning and clamping fixture design, USES the bending molding of strength to demand higher main ring. Then according to specification, to obtain the final size of the frame the structure of the mould and fixture and the specific size, and set up in the UG7.0 frame models of the fixture. Stress analysis was carried out on the mold and fixture, make each bar can reasonable positioning, clamping, the main ring can meet the accuracy requirement of the strength and, until the mold and fixture structure meet the requirements of all aspects.Key words: FSAE, mould, fixture, modeling, process analysis 目录第一章绪论 (1)§1.1 赛事简介 (1)§1.2 大赛性质 (2)§1.3 大赛理念 (2)§1.4 愿景与使命 (2)§1.5 组织结构 (3)第二章焊接卡具的设计 (4)§2.1 焊接的主要类型 (4)§2.1.1 点焊 (4)§2.1.2 凸焊 (4)§2.1.3 钎焊 (5)§2.1.4 二氧化碳焊 (5)§2.2 车用焊接卡具分析 (5)§2.3 焊接夹具的分类 (6)§2.3.1 无驱动夹具 (6)§2.3.2 气动夹具和手动夹具 (6)§2.4 焊接夹具的结构设计 (7)§2.5 六点定位原则在车身焊装夹具上的应用 (7) §2.6 焊装夹具设计原则 (8)§2.7 焊装夹具的基本要求 (8)§2.8 工艺分析 (9)§2.8.1 车架的分析 (9)§2.8.2 基准的选择 (9)§2.8.3 制定工艺路线 (10)§2.9 定位、夹紧元件的选择 (11)§2.9.1 定位元件及定位方式的选择 (11)§2.9.2 工件的夹紧及对夹紧装置的要求 (13)§2.9.3 定位误差的分析与计算 (13)§2.10 工件的夹紧 (14)§2.10.1 夹紧装置的设计原则 (15)§2.10.2 夹紧力确定的基本原则 (16) §2.10.3 减小夹紧变形的措施 (18)第三章模具的设计 (20)§3.1 模具的发展与现状 (20)§3.1.1 国内模具的发展与现状 (20)§3.1.2 模具CAD/CAE/CAM技术 (22) §3.2 零件工艺性分析 (23)§3.2.1 材料选择 (23)§3.2.2 结构分析 (23)§3.2.3 工艺分析 (24)§3.3 U形件弯曲模结构设计 (25)§3.3.1 模具的整体结构 (25)§3.3.2 凸、凹模的结构和固定形式 (25) §3.4 模具零件的设计与计算 (26)§3.4.1 凸、凹模的间隙 (26)§3.4.2 弯曲力计算 (27)§3.4.3 凸模长度的确定 (28)§3.4.4 凹模尺寸的确定 (28)§3.5 冲压设备的选用 (29)§3.5.1 冲压设备主要技术参数 (29)§3.5.2 冲压力的计算 (31)§3.5.3 选择压力机 (31)§3.6 模具强度和刚度的计算 (32)第四章结论 (35)参考文献 (36)致谢 (38)第一章绪论§1.1 赛事简介Formula SAE 赛事由美国汽车工程师协会（the Society of Automotive Engineers 简称SAE）主办。
大学生电动方程式赛车仪表盘的设计与实现
大学生电动方程式赛车仪表盘的设计与实现杨益钧++丁宁摘要：FSEC赛车的仪表盘，包括仪表盘底板、仪表盘后盒、显示屏、指示灯、启动开关和急停开关。
底板采用亚克力板，由激光雕刻机切割制作，固定于车架前环。
后盒采用3D打印，固定于底板背面，用于放置控制器单片机及部分线路，保证仪表盘整体的防水性能。
显示屏采用4.7英寸OLED，用单片机驱动并控制，用于显示速度、电池电压、提示信息。
指示灯采用0.5毫米雾状LED，用于指示车速和赛车状态。
根据赛事规则，启动开关采用自动复位开关，用于激活驱动系统，急停开关采用按键式开关，用于在紧急状态下快速切断赛车动力。
仪表盘是赛车的核心部件之一，能使车手直观地了解赛车状态，对车手控制赛车有极大帮助作用，在赛车设计和调试过程中也具有重要意义。
关键词：方程式赛车；仪表盘；设计；实现0 引言大学生电动方程式比赛（FSEC）赛车由大学生自行设计制造并驾驶，仪表盘是赛车的核心部件之一，在设计调试赛车过程中，技术人员可以通过仪表盘了解赛车当前性能从而做出改善；在车手驾驶赛车过程中，通过仪表盘了解赛车速度、电池电压等信息，从而合理操控赛车。
利用机械设计软件设计仪表盘机械结构，采用亚克力板制成。
利用3D打印进制作仪表盘后盒。
利用单片机驱动OLED显示屏和LED灯，通过转换函数处理来自传感器的数据，通过显示函数在显示屏上显示数据并用LED灯提供指示信息。
利用自动复位按钮作为启动开关，连接控制器，从而激活驱动系统。
利用按键式开关作为急停开关，与驱动系统串联，从而在紧急状态切断动力。
对大学生方程式赛车仪表盘的设计与实现，内容包括基于SolidWorks的机械设计，基于UVision的单片机编程，基于Multisim的电路设计与模拟，机关雕刻机和3D打印机的使用，及多种工具、仪器的实践操作。
1 赛车仪表盘的设计1.1 仪表盘的组成结构赛车仪表盘：包括仪表盘底板（1）、仪表盘后盒（7）、OLED显示屏（2）、速度指示灯（3）、状态指示灯（4）、启动开关（5）、急停开关（6）。