For two months, My graduation design is the overall design of the formula racing. we used the contrast analysis method mainly in the design, through optimizing the parameters optimization design and optimization of UG MATLAB, etc.

Initial stage, we according to 2012 auto contest rules determine college equation overall layout of the car, and the demonstration and analysis, the main parameter is determined primarily racing. Through calculation and comparison, sure engine type, primaries drivetrain maximum transmission ratio, minimum transmission.

The intermediate stage, we design UG7.0 3d software used in various parts of assembly for modeling and whole assembly, and suspension, steering movement interference analysis. Use of engine power characteristic curve characteristic, MATLAB software mapped drive car driving forces - resistance balance figure, acceleration curve, and etc, and detailed calculation racing fuel economy.

The final stages UG7.5 are derived by car, general layout, and two-dimensional engineering graphics overall parameter table, and made the third generation and the second generation racing cars are compared and analyzed. For considering the actual production of may change suspension, frame and steering parts, obligate scheme.

Through the graduation design, I understand and master the overall design of car of the steps and method, the professional knowledge of professional knowledge, enhance the data collection and integration of information, these ability after my graduation will be engaged in car design lay a good foundation for the job.

KEY WORDS: FSAE, general parameters, parameter identification, general arrangement,the car power, fuel economy

第一章 FSAE赛车概述1

§1.1 FSAE赛车起源1

§1.2 FSAE赛车现状2

§1.2.1 国际赛车概述2

§1.2.2 国内及我校赛车概述2

§1.3 FSAE 总体设计概述3

§1.3.1 汽车设计的方法及过程3

§1.3.2 FSAE赛车的技术要求4

§1.3.3 我校第三代赛车设计目标4

§1.3.4 FSAE赛事意义5

第二章 FSAE赛车总体设计7

§2.1 总体设计目标7

§2.2 赛车目标参数的初步确定8

§2.2.1 发动机选择9

§2.2.2 轮胎的选择10

§2.2.3 传动系最小传动比的确定11

§2.2.4 传动系最大传动比的确定11

§2.3 赛车发动机选型12

§2.4 赛车主要设计参数的确定13

§2.4.1 尺寸参数13

§2.4.2 质量参数14

§2.4.3 性能参数15

§2.5 赛车各系统设计17

§2.5.1 悬架系统设计18

§2.5.2 转向系统设计19

§2.5.3 制动系统设计19

§2.5.4 电器系统设计21

§2.5.5 车身设计23

§2.5.6 车架设计23

第三章赛车动力性与燃油经济性25

§3.1 赛车的动力性25

§3.1.1 动力性的评价指标25

§3.1.2驱动力—行驶阻力图25

§3.1.3 汽车的加速能力28

§3.1.4 动力特性图29

§3.1.5 功率平衡31

§3.2 燃油经济性32

第四章赛车总体布置33

§4.1 整车布置的基准线（面）-零线的确定34

§4.2 各部件的布置35

§4.3 总体设计参数表38

第五章结论40

参考文献41

致谢42

第一章 FSAE赛车概述

Formula SAE 赛事1980年在美国举办第一次比赛以来，现在已经成为汽车工程学会的学生成员举办的一项国际赛事，其目的是设计、制造一辆小型的高性能方程式赛车，并使用这辆自行设计和制造的赛车参加比赛。

出于此项比赛的宗旨是让学生针对业余高速穿障的车手开发制造一个原型车，该原行车应该具备有可小批量生产的能力，并且原型车的造价要低于25,000 美元。这项竞赛包含有3 个最主要的基本元素，分别是：工程设计、成本控制以及静态评估、单独的动态性能测试、高性能的耐久性测试。

Formula SAE 赛事的主要参与者通常都是来自高校的学生组成的车队。现在在美国、欧洲和澳大利亚每年都会举办Formula SAE 比赛。Formula SAE 向年轻的工程师们提供了一个参与有意义的综合项目的机会。由参与的学生负责管理整个项目，包括时间节点的安排，做预算以及成本控制、设计、采购设备、材料、部件以及制造和测试。

§1.1 FSAE赛车起源

第一届SAE Mini Baja比赛于1976 年举办，并且迅速成为一个地区性的年度比赛。比赛由三个评判标准组成，即静态比赛：设计、成本、陈述；接着是各自的性能竞赛2项目。 Mini Baja比赛重点强调了底盘的设计，因为每个队伍都使用一个8匹马力的引擎。在过去的20 多年里，SAE Mini Baja 的成功超乎了每个人的预期。

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内容简介：: 河南科技大学毕业设计（论文）开题报告（学生填表）学院：车辆与动力工程学院 2013 年 4 月 10 日课题名称大学生方程式赛车设计（总体设计）学生姓名胡爱成专业班级车辆 093 班课题类型论文指导教师牛毅职称高工课题来源生产 1. 设计（或研究）的依据与意义中国大学生方程式汽车大赛（ Formula Student China, 简称： FSC）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，在接近一年的时间内自行设计和制造出一辆在加速、制动、操控性等方面具有优异表现的小型单座赛车、并能够完成全部或部分竞赛环节的比赛。因此，总体设计担当起领头羊的作用。赛车性能的优劣不仅取决于组成赛车的各部件的性能，而且在很大程度上取决于各部件的协调和配合，取决于总体布置；总体设计水平的高低对汽车的设计质量、使用性能和产品的生命力起决定性的影响。赛车是一个系统，这是基于赛车只有如下属性而具备组成系统的条件：赛车是由多个要素组成的整体，每个要素对整体的行为有影响；组成赛车的各要素对整体行为的影响不是独立的；赛车的行为不是组成它的任何要素所能具有的。由此，赛车具备系统的属性，对环境表现出整体性、一辆子系统属性匹配协调的赛车所具备的功能大于组成它的各子系统功能纯粹的、简单的总和、反之，如果子系统的属性因无序而相互干扰，即便是个体性能优良的子系统，其功能也会因相互扼制而抵消，功率循环、轴转向等就是这样的典型例子。系统论所揭示的系统整体性和系统功能的等级性必然会映射到设计任务中来、用整体性来解释赛车设计的终极目标是整车性能的综合优化，道理是十分显然的、赛车设计任务的等级形态表现为：上位设计任务是确定下位设计任务要实现的目标，下位设计是实现上位设计功能的手段、上、下位体系可从总体设计逐级分至零件设计。总体设计无疑处于这种体系的最上位，设计子系统的全部活动必须在总体设计构建的框架内进行、子系统设计固然重要，但统揽全局、设计子系统组合和相互作用体系规则的总体设计对赛车的性能和质量的影响更加广泛、更为深刻。 nts 2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述国外车队在总体设计理念方面一直遥遥领先。首先在科技方面，普遍采用遥感测试。诸如引擎温度、电池电压、汽油压力和水箱压力等的测量，对于进行全面的性能分析起着重要作用。工程师和车手在赛车驰骋时能够快速地访问这些遥感测试数据，进而进行实时分析和调整赛车总体性能参数。在去年的参赛车队中，德国慕尼黑车队在整车布置中完全融入了此项设计。在整车布置方面，如日本赛车队曾经将发动机放置在驾驶员旁边，即侧置发动机，这一大胆创新设计史无前例，它将轴荷分配、整车稳定性发挥到自己预期的水平。及时有些工程师认为这样的布置多少有些瑕疵，但是创新型设计总是在总体设计理念上带来不朽的春天。车架方面如阶梯车架的采用，在保证刚度的前提下，为传动、悬架的布置提供了很大的空间；发动机方面，没有一款发动机不被改装，没有一个部件不被优化的设计思路，为整车提供了强劲的引擎支持；传动方面，链传动和轴传动的并驾齐驱，新型差速器的巧妙设计，半轴角度灵活变换，都为传输动力建立起成熟的平台，动力将以最小损耗传递给车轮；悬架方面，高强度的结构设计，小巧的关节球轴承，碳纤维材料的广泛采用，将运动和相对静止完美结合；车身造型方面，流线型的设计，依靠空气动力学，为整车动力性和燃油经济性提供了根本的保障。国内方面湖南大学 2010年新车在发动机上做出了改进，将原有的 CVT传动换成自己设计的齿轮传动，把离心甩块离合器换成可操控的干式离合器，使赛车能在行进中换挡，不仅使传动效率得到提高，而且使发动机的体积和质量都有所减少。而在整车的设计上，由于已经有了 HNU2007、 HNU2008的经验铺垫， HNU2010设计时改变了以往 “ 只管设计不管做 ” 的各系统独立设计方式，在设计时就以整车设计着眼，除了考虑到各项改进技术之外也将赛车成型过程中的零件选择、加工、组装等制作因素考虑在内，大大节省了制作成本和时间。从中国大学生方程式赛车的主流设计来看，比赛中，发动机大部分都采用HONDA CBR600，排量为 600CC，功率为 75ps/11500rpm，扭矩为 5.4kgf/7000rpm，轮胎普遍采用 13inch，车重集中在 220kg居多，九成车队采用链传动设计，摩擦片式差速器和托森差速器为多数车队所用。材料方面，铝合金、钛镁合金、玻璃纤维较为普遍。而碳纤维虽然造价很贵，但是仍被部分车队采用，慕尼黑车队除了车身采用碳纤维之外，譬如悬架、座椅、方向盘等几乎车上大部分主要部件均采用性能卓越的碳纤维材质。高科技方面如行车记录仪、行车电脑、 ECU等更是比比皆是。对此，此次赛车设计将在此基础上进行重新设计、反复求证以备战第四届中国大学生方程式汽车大赛。 nts 3. 课题设计（或研究）的内容根据大学生方程式赛车的比赛规则及大学生方程式赛车设计具体参数要求，制定赛车整车设计原则；进行整车方案论证；总体方案选择，总体参数设计计算；汽车型式、主要尺寸参数、质量参数和性能参数的确定；汽车总体布置设计和运动校核；绘制汽车总体布置图及零件图。运用所学的专业知识，设计出符合题目要求的赛车及其零部件，达到提高毕业生综合能力的目的。论文要求 20000字左右，绘制工程图一张（ A0）；中文摘要 300-500字。附英文摘要，计算机打印；外文翻译 10000字符以上；查询资料 20篇以上，附资料名称。 4. 设计（或研究）方法 1) 调研、搜集、分析赛车相关资料，并参观我校两代赛车，测量记载所有数据，与指导老师交流，确立总体设计目标，确定方案并进行论证； 2) 参照大赛规则、机械设计手册及往届比赛车型参数，初选赛车目标参数（发动机、轮胎、最大传动比及最小传动比）； 3) 进行总体设计的方案分析论证，完成主要设计参数、悬架系统、转向系统、制动系统、传动系统、电器系统及车架的设计计算； 4) 总体布置，分析赛车动力性及燃油经济性 ,完成装配图、零件图及说明书。 5. 实施计划第 5 周查阅文献、收集资料、初定设计

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