FSAE賽車計算

1、FSAE賽車設(shè)計說明書一、整車參數(shù)與主要結(jié)構(gòu)i賽車兩軸，采用中置后驅(qū)式布置，主要尺寸與質(zhì)量分配如下表所示:車型參數(shù)賽車總長（mm）2540總寬（mm）1473總高（滿載）（mm）1200軸距（mm）1650前輪距（半）（mm）1250后輪距（半）（mm）1200前懸（mm800后懸（mm90最小離地間隙（mm62.5整車整備質(zhì)量（kg）300滿載質(zhì)量（kg）360前軸負(fù)荷（滿載）169.2后軸負(fù)荷（滿載）190.8主銷后傾角4主銷內(nèi)傾角1前輪前束-0.3前輪外傾-1后輪外傾-1后輪前束0迎風(fēng)面積（m2）1輪胎型號223/533R14輪胎滾動半徑（Rk） m0.2665空氣阻力系數(shù)0.35滾動阻

2、力系數(shù)0.0142、動力總成設(shè)計參數(shù)與形式：發(fā)動機采用本田摩托車 CBR600F4I的電噴發(fā)動機，排量599CC， 在未限流情況下的最高功率為80KV，最高轉(zhuǎn)速將近13000r/min。發(fā)動機通過鏈傳動將動力傳遞到驅(qū)動橋，其中鏈條可以采用摩托車上的520H鏈條，而差速器可采用五菱之光上的426錐齒差速器（其內(nèi)部球籠（即三指銷等速萬向節(jié)）是鈴木羚羊上的內(nèi)球籠）或者式差速器， 在差速器外殼均需要加裝合適的鏈輪。最后，半軸根據(jù)載荷自行設(shè)計。發(fā)動機內(nèi)部減速器傳動比1.822鏈傳動傳動比3.5一檔速比2.833二檔速比2.062三檔速比1.647四檔傳動比1.421五檔傳動比1.272六檔傳動比1.17

3、33、懸架：前后懸架均采用雙橫臂式獨立懸架。4、制動系統(tǒng)：前后輪均采用鉗盤式制動。二、FSAE賽車動力性1. 計算目的通過對發(fā)動機的功率、驅(qū)動力、行駛加速度、最大車速、0-75m加速時間及加速位移等參數(shù)的計算，可以了解 FSAE賽車整車的動力性能，為以后的設(shè)計改進提供理論基礎(chǔ)。2. 計算相關(guān)參數(shù)2.1發(fā)動機參數(shù)發(fā)動機型號最大功率CBR600F4I44.1kw/9000r/mi nCBR600F4I發(fā)動機外特性試驗數(shù)據(jù)N（ r/min）300040005000600070008000900010000Pe（ kw）11.317.523.730.336.441.144.142.7以上發(fā)動機轉(zhuǎn)速與對

4、應(yīng)的功率是根據(jù)原有外特性曲線，在考慮了比賽要求需要加裝20mm的限流閥的情況下估計得到的，與實際可能存在較大的出入，因為計算之時發(fā)動機未購得且未進行改裝， 所以無法得到確切的數(shù)據(jù)，但該數(shù)據(jù)仍然有較高的參考價值。傳動系統(tǒng)的匹配需要參考該數(shù)據(jù)。2.2整車參數(shù)車型參數(shù)賽車總長(mm)2440總寬(mm)1473總高(空)(mm)1200軸距(半)(mm)1650前輪距(半)(mm)1250后輪距（半）（mm）1200前懸（mr）i700 （估計）后懸（mrj）90前軸負(fù)荷169.2后軸負(fù)荷190.8主銷后傾角4主銷內(nèi)傾角1前輪前束-0.3前輪外傾-1后輪外傾-1后輪前束0整車整備質(zhì)量（kg）300滿

5、載質(zhì)量（kg）360迎風(fēng)面積（m2）1輪胎型號223/533R14輪胎滾動半徑（Rk） m0.2665空氣阻力系數(shù)0.35滾動阻力系數(shù)0.014內(nèi)部減速器傳動比1.822鏈傳動傳動比3.5一檔速比2.833二檔速比2.062三檔速比1.647四檔傳動比1.421五檔傳動比1.272六檔傳動比1.1733、汽車動力性能計算汽車的動力性指汽車在良好路面上直線行駛時由汽車受到的縱向外力決定的、所能達到的平均行駛速度。運輸效率之高低在很大程度上取決于汽車的動力性，所以動力性是汽車各種性能中最基本、最重要的性能。動力性評價指標(biāo)主要有三個：a、汽車的最高車速Uamax; FSAE賽車通常受到賽道的限制無法

6、達到最高車速b、 汽車的加速性能（加速時間t）； FSAE賽車比賽中對于加速性能的測試是通過75M直線加速得到的，所以本計算書另外附加計算了75M加速這一項。c、 汽車的爬坡性能（最大爬坡度imax）:對于FSAE賽車而言不需要考慮爬坡度這一 項。動力性計算相關(guān)公式：3.1驅(qū)動力計算公式Ft=Ttq x iqX ioXn t/r 式中：Ttq發(fā)動機轉(zhuǎn)矩（Nm）; ig 變速器傳動比；io 主減速器傳動比；n t 傳動效率；r 滾動半徑（m）；3. 2汽車行駛速度公式（在驅(qū)動輪不打滑的情況下）ua=0.377r x n/ ig/ io式中：ua汽車行駛速度（km/h）; n發(fā)動機轉(zhuǎn)速（r/min

7、 ）;3. 3滾動阻力系數(shù)公式f=0.014 x（ 1+ ua2/19440）式中： f 滾動阻力系數(shù)；3. 4空氣阻力公式Fw=Cd x A x ua2/21.15式中：Fw 空氣阻力；A 迎風(fēng)面積；Cd 空氣阻力系數(shù);3.5動力因數(shù)D= ( Ft Fw) /G式中：D 動力因數(shù);3. 6滾動阻力公式Ff= Gf式中：G 整備質(zhì)量或滿載質(zhì)量;3.7加速度計算未考慮汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù) 3.8計算過程及結(jié)果（利用 matlab軟件對附件程序進行運算得出結(jié)論）1）擬合得到的外特性曲線圖發(fā)動機外特性曲線I$Igg400050006000700080009000 IttJOO上發(fā)動機轉(zhuǎn)速與對應(yīng)的功率

8、是根據(jù)原有外特性曲線，在考慮了比賽要求需要加裝 20mm的限流閥的情況下估計得到的，與實際可能存在較大的出入，因為計算之時發(fā)動機未購得且未進行改裝，所以無法得到確切的數(shù)據(jù)，但該數(shù)據(jù)仍然有較高的參考價值。2) 驅(qū)動力圖如下所示：3) 下圖為驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖，從圖中可以得到FSAE賽車的最高車速Vmax為162.1326KM/H。而比賽之中速度一般不會超過100KM/H,所以最高車速對于該賽車的設(shè)計而言不是特別有參考價值。汽車驅(qū)動力一行駛瑕力平衡團Va/(km/hi94）考慮坡道阻力的驅(qū)動力一行駛阻力曲線，計算得到最大爬坡度imax = 157.8882，但由于比賽賽道并無多少坡度，所以實際

9、上沒必要考慮這個參數(shù)。353030002500200015001000530汽車甌動力一行便舊力平衡圖501001 印Va/(km/h)I2005）功率平衡圖：從該圖中也可以最高車速30U勺 U100liu20U250逮度（如旬汽車功率平衡團 nu o O7 6 5 4 3 00206）加速度曲線：從該圖中可以明顯得看到，在一檔時賽車的最高加速度達到將近6M/S2,比較符合本賽車需要的高加速度要求。S 7 6 5 1-4J HU HU m 12U 謹(jǐn) * Km/h)14U7) 動力因數(shù)圖：該圖中可以看到賽車的動力性比較大，具有較高的加速性。通過計算可以得到最大爬坡度imax，此賽車雖在實際中無需考慮爬坡性能，但計算得到的結(jié)果可作為賽車動力性的一個參考數(shù)據(jù)。動尢I特性圉0.90.8070.6050.403020