节能车项目组技术策划案

1、. HYPERLINK / 节能车项目组技术策划1个引擎发动机是整个赛车的动力源，也是将燃料的化学能转化为能量，最终转化为机械能输出的执行器。对于一辆汽车来说，发动机的效率直接决定了能量损失。因此，发动机的调试、改装和优化直接关系到燃料从化学能到机械能的转化效率，对提高我们赛车的经济性起着至关重要的作用。发动机技术团队负责发动机的磨合、调试、改装、优化和维护工作。结合我国节能赛车的实际情况，从节能竞赛中低转速、低负荷、时间短、强度小的特点来提升发动机的性能，热效率、提高燃烧效率和机械效率三个以上方面开始改变我们的引擎。一。曲柄连杆机构改造1.提高压缩比。较高的压缩比可使稀薄混合气在气缸内燃烧更

2、充分，提高汽油的燃烧效率，增加动力，节省油耗。因此，提高压缩比对我们有很大帮助。缸体抛光不改变排量，压缩比提高到12 。与之前的气缸进行了对比实验，将排量降低到100ml，提高了压缩比。由于压缩比的增大，气缸的压力增大，要求气缸的密封性能更高。这是我们需要解决的一个重要问题。目前的解决方案是增加紧固螺栓的扭矩。2、拆下活塞气环，减少摩擦机械损失，为活塞配组合气环，防止漏气。3. 对发动机缸体和气缸盖的散热片进行局部研磨，以减轻重量。我们赛车的发动机大部分时间处于停机状态，只有极少部分时间在工作。因此，对于我们的发动机来说，散热是不必要的。为了减轻汽车的重量，我们将气缸盖和气缸体的散热片进行磨削

3、。在磨削缸盖散热片的同时，配合气门机构的改造。二。气门机构的重建1、由于节能车速度范围大，最低车速和最高车速存在相对差异，根据车速对进气量的要求也不同。因此，我们打算模仿现有的可变空气分配系统技术为我们的发动机设计匹配可变气门升程。在不同转速下，优化进气，提高燃烧效率，降低油耗，使发动机运行在最经济的状态。2、尝试修改凸轮轴与摇臂的接触方式，在摇臂与凸轮轴的接触点安装滚轮，以减少机械损失。三。供应系统改造化油器的重点是调整化油器和点火角，将化油器和点火角调整到最佳工作点。其他修改方案都是在此基础上优化的方案。1、改变主油量孔径，减少主油量，节省燃油，防止功率过大；增加微泡孔，提高雾化质量。具体

4、措施： (1)为减小主测孔直径，可采用在主测孔内塞铜线的方法。虽然很有效，但比较麻烦，存在安全隐患，不稳定。 (2) 自行设计主测油孔 (3) 不同化油器上的主测油孔可互换使用。对于化油器的油位，不要先调整油针的工作位置，而要根据摩托车的使用情况进行调整。改装完成后，即可启动发动机进行加速测试。如果加速不平稳，则高速供油不足。这是由于主容积孔径太小，供油量太小造成的。可以用小工具稍微扩大主容积孔径，增加供油量。用未改装的化油器进行了对比测试。2. 重做排气管。理论上，排气管应该做成逐渐扩大的形状。与进气管类似，壁应光滑且呈螺旋状，以实现更彻底的排气。在我们的节能车中，空燃比已经很大，混合气稀薄

5、，双火花塞使稀薄燃烧更加充分，尾气利用价值很小。由于原车空间有限，排气管的布置非常不合理。今年内容空间被包围，排气尽可能顺畅。3、对进气管进行返工，模仿现有技术为我们的节能车设计可变进气口，并使用电控阀控制进气口之间的切换，优化发动机在不同转速下的性能。4、加热混合气体，或在进气管内设置蜂窝状PTC电热瓷，以提高雾化效果。5、发动机熄火后，由于惯性，发动机会继续运转，这样会吸入一些油，而这些油根本不会燃烧，造成燃油的浪费。我们计划在熄火时切断燃料供应；喉部设有通气阀，在发动机熄火时补充空气，降低真空度。四。点火系统的改造1、安装双火花塞，由双点火电路控制。使用双火花塞可以改善燃烧，提高燃烧效率

6、。这种改性可以增加点火能量，使燃烧完全，还可以抑制压缩比增加引起的爆燃，有效防止表面着火现象，防止积碳。2、使用“超级点火器”优化点火正时，采用分时点火。我们通过广泛的实验改进了点火曲线。测试方法如下：1）试验验证发动机在不同转速下的工况，标出怠速区间和稳定区间。2）对发动机的点火曲线进行点标定，采用双火花塞同时点火的方法，标定部分点的最佳点火提前角，描述点火曲线。3) 切断点火电路，对原单火花塞进行点火校准，绘制点火曲线。4）为保证单火花塞的点火曲线，对进气门侧火花塞的点火提前角进行测试和微调，与双火花塞同时点火进行对比，调整优化分时点火曲线。估计双火花塞的工况是分体式点火，怠速工况是进气门

7、侧火花塞的预点火，在稳定工况下同时点火。3、更换电装铱金火花塞，使用优质高压线，确保点火可靠稳定。五。润滑系统改造去年的发动机缸体切割和润滑系统改装方案也是在此基础上，定位发动机和车架的定位销位置不变。下缸体的切割与去年不同，保留了离合器和飞轮的圆形外壳，沿圆形外壳面切割分为2部分。这种改装的好处是发动机可以倾斜放置，以降低车身高度；解决方案成熟。在去年润滑系统改造计划的基础上，我们将继续使用外置油泵，将发动机下部与铝合金板焊接在一起，形成一个新的油底壳。去年面临的主要问题是滤油器转子与主轴端部外壳之间以及主轴轴上的孔之间的严重漏油。末端的普通轴承可以更换为油封轴承。直接堵住通过曲轴轴线的油路

8、，因为曲轴输出动力侧（曲轴输出动力侧发生漏油）无法润滑。如下所示黄线是润滑油回路。 处溢出的油用于润滑与离合器的接触。根据我的发动机改装方法，曲轴和离合器的相对运动时间非常小。这里不需要润滑，或者为了组装钱而涂上润滑脂。而已。二位是机油滤清器转子，机油滤清器转子和离合器是一体的，拆下机油滤清器转子，打开二位，机油直接流向曲轴润滑曲轴。六。改造启动系统。这部分改造包括寻找与我们的发动机相匹配的快速启停装置，或改造现有的电磁启动器以达到减少怠速时间和油耗的预期效果。七。电气控制的修改。1、采用步进电机精确控制节气门开度，在协调驾驶员控制的同时，可以在一定程度上控制燃油的摄入量。2、发动机台架实验尝

9、试使用氧传感器检测废气，根据反馈信息调整进气和化油器。 2 机身和框架在2008年和2009年的比赛中，我们车队使用碳纤维全封闭上下车体，自行设计建模，进行CFD分析，采购材料，然后玻璃钢厂为我们制作模具和碳纤维车体。由于设计和工艺上存在的不同问题，今年我们将在这两方面进行相应的改进。08年赛车07年赛车08年赛车07年赛车1.改进车身制造工艺。碳纤维车身重量和稳定性都说明是暂时的，我们找到了最适合我们车身的材料，2010年的车还是会使用碳纤维车身，车身工艺也会有所提升。 08和09都是手工开发的模具，价格昂贵但质量不理想。车身方面，采用玻璃钢成型工艺制作碳纤维车身。总重量约10KG，但主要受

10、力的碳纤维组件只有2.8KG。起粘合剂作用的树脂占了大部分。今年要改进生产模具和碳纤维材料。成型过程。为实现上述目标，今年将重点研究石膏或木材等材料制作模具，碳纤维布和碳纤维成型工艺，蜂窝板制作一体式下半身。力求用石膏制作整体模具，提高成型后的表面质量，采用新的成型工艺，在保证车身强度和刚度的前提下减轻车身重量，并为汽车制造工艺预留技术。蜂窝板的成型和生产。同时，我们会进行研究，考虑专业厂家根据我们的设计方案进行全套模具开发和车身生产。不排除寻找国外厂商。2.优化和探索新的体型和框架设计。1、对原模型进行部分优化，制作新模型进行对比：由于2009年总布局轴距偏小，该车稳定性不足，造型空间局促，

11、视野不佳。今年，轴距将适当加宽。在此基础上，针对车身造型设计提出以下改进方案：(1)窗口的形状由凸形变为凹形，以提高视觉效果。(2)适当降低油瓶高度，并在油瓶开启前后设置导流板，以减少开孔带来的风阻增加。(3)将车身延伸至车轮下部，尽量减少车轮外露部分，减少风阻。(4) 参照富士白的车身造型，设计了车轮与车身分离的全新分体式造型，比较了因减少材料而减轻重量和可能增加风阻之间的节油效果，以及选择最优的。设计。世界纪录保持者日本富士白赛车世界纪录保持者日本富士白赛车2.框架由铝合金制成2008年和2009年的赛车都采用了铝合金车架，在重量和强度上都满足了我们之前的要求。考虑到镁合金的性能优于铝合金

12、，2009年我们也尝试使用镁合金车架。事实上，由于材料本身的变形以及工厂未能满足焊接工艺要求，效果很差。在找到更好的材料之前，今年我们将继续使用铝合金焊接车身。同时，我们会考虑大会工程师的建议，对铝合金车架进行T6处理，进一步提高强度。同样，我们仍然对车架进行有限元分析，从理论上保证车架的强度和刚度。3 驱动、传动和转向系统驾驶组主要负责后轮传动部分和前轮转向部分的设计、试验和制造，以及车轮选型和对比试验。具体规划如下几个方面：1.传动部分根据2008年对三组可拆式棘轮离合器、曲柄离合器和爪式离合器的试验，爪式离合器比前两者具有突出的优势，所以今年我们将采用爪式离合器作为基本解决方案。今年，我

13、们将继续在爪式离合器的基础上进行改进，解决离合器控制机构动作慢、联合冲击等问题。同时进行新型离合器的设计开发。 离合器接合时会产生震动，这是机械离合器不可避免的缺点。我们能做的就是尽可能地减少它。经过 09 年的反复试验，我们最终使用的爪式离合器在较小程度上减少了冲击。今年，我们将继续优化牙签离合器，设计两个方向的新型离合器。初步计划：1.离合器方案(1) 扭转减震爪形离合器：在2009年离合器的基础上，参照汽车离合器摩擦片的结构，设计了扭转减震爪形离合器。即在从动链轮和主动爪之间安装扭转减震器，以减少爪结合时的冲击。09牙嵌式离合器汽车离合器从动盘和扭转减震器 09牙嵌式离合器汽车离合器从动

14、盘和扭转减震器(2)链轮固定爪式离合器： 2008年和2009年比赛使用的爪式离合器存在分离和组合时链条需要左右移动的问题。施加在轴上的侧向力会对轴产生强烈冲击，导致轴弯曲，加速直线轴承对轴的磨损。为了解决这个问题，我们设计了一种链轮不动的爪式离合器，并将进行相关实验。(3) 可变传动比爪式离合器。参照山地车传动机构，变传动比齿形离合器是在链轮定齿离合器的基础上发展起来的。使用变速比离合器可以更好地匹配汽车的动力，但同时也会显着增加汽车的重量。在条件内容的情况下，我们将对变比离合器进行测试。2.控制机制方案2008年，该车使用了步进电机和杠杆，控制机构不稳定； 2009年，这辆车使用了电动推杆

15、，工作稳定但移动太慢。今年我们将尝试一种电磁机制。同时继续使用电控离合器。使用电磁结构的优点是：避免因电机位移造成分离不完全；电磁机构的响应速度比较快，从而缩短了动作延迟，可以减小主动齿嵌体和从动齿嵌体之间的速度差，大大降低冲击。2.驱动部分 行驶中的车辆，如果没有刹车而没有驱动力，就会慢慢减速。这种作用在移动车辆上的力称为“行驶阻力” 。轮胎在路面上滚动时产生的阻力称为“滚动阻力” 。当道路有左右坡度和转弯时，车辆往往会向倾斜或离心力的方向滑动，轮胎会产生将车辆拉回原位的力。这种阻力称为转弯阻力，它也会增加行驶阻力。滚动阻力以及轮胎与地面的滑动和摩擦都会产生阻力。降低行驶阻力是实现节能的关键

16、之一。今年我们将采取以下步骤：(1)继续使用高压轮胎。当轮胎气压过低时，轮胎会被压扁，轮胎的接地面积会增加，轮胎在行驶过程中会反复变形。在滚动过程中，轮胎与轮胎会产生摩擦，造成能量损失，阻力增大。气压越高，滚动阻力系数越低。右图为节能大赛官方提供的轮胎气压与滚动阻力系数的关系。(2) 选择轮胎花纹和尺寸。光面轮胎的滚动阻力系数最低，但抓地力相对较差。当车辆行驶时（尤其是在加速和转向时），轮胎与路面之间的打滑也会增加滚动阻力。参考顶级自行车轮胎制造商Schwalbe的产品，不同花纹轮胎的速度和抓地力如下。图片右侧方框中的第一项代表速度性能，第二项是抓地性能。一些轮胎下面有具体的细节。表现。蓝色的

17、五个方块是最好的，其次是灰色的五个方块。无花纹速度性能 抓地性能 花纹描述无花纹速度性能 抓地性能 花纹描述斑点状浅纹斑点状浅纹颗粒状花纹（公路用）颗粒状花纹（公路用）颗粒状花纹（山地用）颗粒状花纹（山地用）在我们收集的数据中，其他品牌不同花纹的自行车轮胎也有类似的规律。从这些数据分析来看，前胎更适合无花纹的轮胎，后胎更适合有光斑的轮胎。但轮胎的厚度和胎压对相关性能也有很大影响，需要综合考虑。今年，通过实车测试，将至少对20X1.25、20X1.50、20X1.75三种不同尺寸的轮胎进行对比测试，选出最适合节能车的轮胎。(3)前轮节能车采用单悬臂轮组或单悬臂轴承。车轮与车轴轴承之间的阻力也属于

18、广义上的轮胎滚动阻力。普通的轴承或车轴大多是为了满足两侧的支撑而设计的，并且考虑到它们不会在横向上受到很大的力和弯矩。节能车的前轮靠一侧支撑，会产生很大的弯矩，拐角处也会受到横向离心力的作用。此外，节能自行车的重量比普通自行车要大。使用普通车轴或轴承，不仅增加了车轴的变形，而且增加了轴承的工作阻力。采用特殊设计的单悬臂车桥，有利于减少车桥变形，有助于实现前轮零定位，同时也降低了轴承的工作阻力，从而降低了行驶阻力。今年我们将从测试和分析市场上现有的单悬臂车轮开始。在掌握了单悬臂轴的性能和设计中要解决的问题后，进行节能车单悬臂轮的设计与制造。一种单侧支撑车轮毂结构捷安特单悬臂自行车前轮 一种单侧支

19、撑车轮毂结构捷安特单悬臂自行车前轮(4) 使用粘合剂将轮胎侧面与轮辋粘合。传递到轮胎的应力随着速度的增加而增加。车轮不仅可以直线前进，还可以转弯行驶。为了减少直接作用在轮胎上的复杂应力，胎侧和轮辋全部用粘合剂粘合在一起。 ，使其能更好地承受行驶过程中产生的负载。这减少了轮胎变形并减少了轮胎和轮辋之间的摩擦。使用粘合剂还可以防止爆胎。粘剂层在侧向力作用下的变形一般粘合剂的涂布量（以获得最大的粘合力）为40 50um 。但粘合剂不仅需要粘合轮胎和轮辋，还要与弹性体一起缓解施加在轮胎各个方向上的应力。在小曲率半径转弯时，节能车的轮胎必须承受比普通自行车更大的侧向力。此时为了保证轮辋和轮胎的接合，提高

20、轮胎在高胎压和重载条件下的安全性，需要使用更厚更强的粘合层，初步估计我们赛车的厚度车轮粘合层应在120-200 um左右。粘剂层在侧向力作用下的变形此外，磨损轮胎的胎面胶比新轮胎更薄，耐磨性更差。今年，还将在确保安全的情况下进行相关测试。由于我们车的平均速度是30Km/h，速度范围主要是1545Km/h，所以速度对行驶阻力影响不大。下图显示了官方节能竞赛提供的路面阻力系数、车速和轮胎磨损程度的关系。3.转向部分转向部分的优化并没有直接产生节能效果，但转向系统关系到汽车能否按照驾驶员的驾驶意图和预定的行驶路线行驶，能否实现纯车轮滚动。可以在转向过程中。而且它与安全密切相关，也不容忽视。(1)转向

21、杆由长短杆改为双短杆。使用双短杆有利于空间的使用和减轻重量，相比去年使用的长短杆可以提高汽车的操控性。我们会根据汽车行驶时转向角的密集范围来优化转向梯形。(2)前轮主销等采用零定位，在设计过程中会考虑材料和结构的变形，使前轮在行驶状态下实现零定位，进一步降低行驶阻力.(3)提高焊接精度。在焊接转向系统和车架总成时，今年将继续使用工装夹具等更精密的加工方法。根据去年的经验，转向部分的定位精度直接关系到车架。今年，我们将尝试将车架和转向器交给一家工厂进行整体生产夹具的加工。4 信息采集系统和驾驶辅助系统为提高各技术组实车测试的数据采集精度，帮助驾驶员进一步优化对汽车的控制，今年我们将设计安装信息采

22、集与驾驶辅助系统。本系统主要由传感器、数据记录模块、数据处理模块、驾驶员提示模块等组成。一、系统组成1.传感器（暂定）(1) 氧传感器。 . . . . .用于收集发动机排气中的氧含量，间接判断发动机的氧燃烧情况。(2) 温度传感器。 . . . . .收集发动机温度和汽车环境温度。(3) 空气流量传感器。 . . . . .收集发动机进气口(4)风速传感器。 . . . . .收集相对于车辆的车辆外部空气流(5) 速度传感器。 . . . . .收集发动机转速(6) 车速传感器。 . . . . .收集车辆的速度(7) 旋转角度传感器。 . . . . .收集车辆的转向角(8) 水平倾斜传感

23、器。 . . . . .在车辆行驶过程中收集道路坡度2.数据记录模块。(1) 收集的数据包括车况数据和外部环境数据。车况数据包括车速、发动机转速、油门开度、油耗等；外部环境数据包括赛道坡度、风速、温度等，记录驾驶员在各个时间点对汽车的操控。(2) 所有数据均以时间为横轴。另外，轨道的坡度必须以距离为坐标单独记录。(3)数据采集系统在赛车制造过程中，通过采集赛车状态数据，为各技术组提供实验数据，为方案设计提供支持。在进行方案实车实验的过程中，各技术组对赛车的参数进行采集，并进行数据比对，为实车实验提供支持。3.数据处理模块(1) 对收集到的数据进行基础处理，将可用的车辆行驶记录信息提供给技术人员(2)根据技术人员的要求，向司机提供处理后的提示信息。4.司机信息提示系统(1) 显示当前状态下驾驶员的驾驶