2.2.1、轴数
汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。影响选取轴数的因素主要有汽车的总质量、道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构等。 这里我们选择:两轴。
2.2.2、驱动形式
汽车驱动形式有4x2、4x4等等,其中前一位数字表示汽车车轮总数,后一位表示驱动轮数。汽车的用途、总质量和对车辆通过性能的要求等,是影响选取驱动形式的主要因素。 这里我们选择:4x2。
2.2.3、布置形式
汽车的布置形式是指发动机、驱动桥和车身的相互关系和布置特点而言。常用的有前置前驱、后置后驱、前置后驱和中置后驱。 这里我们选择一般赛车常用的方式:中置后驱。
2.3、汽车主要参数的选择
2.3.1、汽车主要尺寸的确定
汽车的主要尺寸参数有外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬。我们根据网上搜索的资料以及查看各个学校的技术报表,然后根据大赛规则大概确定主要参数:
表2.1 汽车尺寸参数
6 Tab2.1 the Size parameters of the car 车型参数 总长(mm) 总宽(mm) 总高(满载)(mm) 轴距(mm) 前轮距(mm) 后轮距(mm) 前悬(mm) 后悬(mm) 最小离地间隙(mm) 赛车 2610 1420 1200 1920 1150 1240 530 160 60 2.3.2 、汽车质量参数的确定
汽车质量参数包括整车质量m0,载客量、满载质量、质量系数η
m0,和轴荷分配等。
表2.2 汽车质量参数
Tab2.2 The quality parameters of the automotive 车型参数 整车整备质量m0(kg) 载客量 满载质量ma(kg) 质量系数ηm0 赛车 300 1 360 0.2 170 前轴负荷(满载)(kg) 7 后轴负荷(满载)(kg) 192 2.3.3、汽车动力性参数的确定
汽车动力性参数包括最高车速vmax、加速时间t、上坡能力、比功率和比转矩等。 设计目标:
表2.3 汽车动力性参数
Tab2.3 The power performance parameters of the automobile
车型参数 最高车速Vmax(kmh) 加速时间t(s)(0~100kmh) 赛车 150 6.3 2.4、发动机的选择
2.4.1、发动机限制
(1)、驱动赛车的发动机必须为四冲程、排量610cc 以下的活塞式发动机;
(2)、为限制发动机功率,一个内部截面为圆形的限流阀必须安装在进气系统的节气门与发动机之间,并且所有发动机的进气气流都应流经此限流阀。
2.4.2、发动机主要性能指标的选择
赛车发动机的选择要根据比赛规则的要求和赛道特点而决定。FSAE比赛中分值最高和赛程最长的是Endurance比赛。Endurance赛
8 道的直道不超过70m。所以FSAE赛车发动机最关键的性能是稳定优秀的扭矩输出,而发动机功率输出性能的重要性则被弱化。
FSAE比赛中发动机的选择主要分为两个方向。大排量高性能4缸机是多数车队的选择,较为典型的是Honda CBR600 F4i。而选择小重量单缸机的高水平车队也有不少。Yamaha WR450F就是一款非常适合FSAE的单缸机。参考绝大多数学校发动机的选择,我们选择本田摩托车的Honda CBR600 F4i电喷发动机,引擎形式四冲程水冷DOHC,并列四汽缸。 性能指标:
表2.4 发动机性能指标 Tab2.4 Engine performance metrics
发动机性能指标 发动机排量 未限流最高功率(kw) 最高转速(rmin) 缸径x冲程(mm) 压缩比 最高马力 最大扭力 限流后最大功率 发动机参数 599cc 80 13000 67x42.5 12.0:1 110ps12500rpm 6.3kg.m10500rpm 44.1kw9000rmin 该发动机还有个优点油底壳较低,这样车的重心也会较低。如果重心较高,将会导致车过弯的时候不稳,重量转移过大。对于新车队来说,改装油底壳会比较麻烦,没有经验,也不知道如何去改的时候,用F4i是很好的选择
9 F4i还有一个优点就是价格比600RR便宜,国内二手发动机的价格应该在一万人民币以下原装电脑,改成规则规定的20mm进气以后,马力应该在60~65hp。
图2-1 本田Honda CBR600 F4i电喷发动机
Fig 2-1 the electronic fuel injection engine of Honda CBR600 F4i
2.4.3、进气系统
把空气过滤器的安装位置从进气稳压箱中独立了出来,并增加了专门的空气滤清器盖板,在维护时只需单独打开盖板即可方便更换空气滤清器。如图2-2 所示。这样的改进不但极大的降低了使用成本,避免使用Kawasaki 售价高昂的原装空气滤清器,而且在采购上也有着极大的便利。
由于受到Formula SAE 规则的限制,所有的引擎都必须加装一个最小截面直径不超过20mm 的限流器来限制引擎功率。所以在空气滤
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