各系统设计加工方案
1.
车身与车架
造型设计：湖北汽车工业学院坐落于美丽的武当山脚下，造型设计传承了道教文化思想，其灵
感来源于武当“以柔克刚”文化精髓。所以在车身的造型设计上，采用流线型造型设计，不仅与
太极的“刚柔并济”相呼应，同时兼顾赛车的空气动力学性能。使整个车身显得修长，兼具美感和
动感，给人以较强的视觉冲击力
车身：赛车以造型设计为基础，数控机床加工模具来保证加工精度，采用真空手糊、真空灌注
工艺。在保证车身强度的前提下，提高表面光洁度，合理控制车身重量。采用具有各向异性、质轻
而强度高、可设计性好、工艺性优良、撞击时可以快速碎裂吸收碰撞能等特点的碳纤维材料。通过
对制作之前的车身预装配，保证车身、车架与各零件配合精度
车架及总布置：根据大赛规则要求，车架采用钢管桁架式结构，钢管材料为4130无缝钢管，
车架设计整体使用严格的三角结构来满足整车强度，整车满足点对点要求。通过有限元结构分析及
优化设计，同时利用试验手段对车架进行静态刚度测试。利用自行设计开发的车架夹具完成车架定
位加工。车架加工工艺主要有切割、坡口打磨、夹具搭接、焊接（气保焊）、抛光、喷漆等。总布
置布局合理，前后轮轴荷比满足设计要求，利用人机工程分析法，降低整车重心，提高赛车的操纵
稳定性和过弯灵活性
空气套件：利用理论分析与空气动力学仿真方法，进行赛车空气动力学特性分析，研究车身气
动造型和空气套件的相关结构参数对其空气动力学性能的影响规律，完成前后定风翼、扩散器的优
化设计。采用碳纤维材料，通过阴阳模技术自行设计制作高质量、轻量化、具有良好空气动力学性
能的车身及附件，改善了空气阻力，提升了赛车行驶的下压力，保证了赛车高速行驶的稳定性
涂装方案：车身配色方案，与造型设计的灵感相呼应，以太极中的“黑白”为主色调，体现湖
北当地的武当地域文化。其次，黑白搭配设计使整个赛车显得大气、稳重，同时添加适当的红色作
为点缀，使整个车身不会显得过于单调、沉闷。不仅体现设计美学法则中的“变化与统一”思想，
更使整个车身更具动感
2.底盘
悬架：采用双横臂不等长独立悬架，前后均安装刚度可调稳定杆，利用Adamscar和insight模
块进行悬架参数优化分析，保证车轮定位参数在1°/inch以内变化，使轮距变化范围最小以保证赛
车高速过弯时的车轮抓地力。完成前后侧倾中心高度和前后悬架刚度匹配优化分析，保证了赛车合
适的轮荷变化，适当的车身侧倾和良好的转向特性。零件设计遵循了轻量化、拆装方便性和可维护
性等设计理念，采用7075航空铝作为悬架零部件材料。用Hyperworks和Ansys对悬架零件分别进
行拓扑优化和静应力分析，并将分析结果做对比以保证零部件的安全可靠。自主开发的悬架数据采
集系统实现赛车悬架动态监控，通过悬架压缩位移、轮胎跳动量、垂直载荷等反馈信息实现悬架优
化调试
转向：采用斜齿轮齿条转向器，前置断开式转向梯形设计。鉴于8字与耐久短弯较多的特点采
用50%阿克曼转向梯形。既保留了一定的入弯响应和载荷波动时的路线修正灵敏度，同时又注重8
字和高速弯中的操控性.。为了避免运动干涉，对转向系统进行了Adams动力学仿真，优化了转向
与悬架系统的运动协调性。零件设计上，坚持轻量化的原则。前后转向立柱，转向器壳等零件均采
用7075航空铝材料。运用CATIA完成零件建模，针对不同的行驶工况运用Ansys软件对各零件进
行分析优化。加工方面，对所有零件进行阳极氧化处理，提高零件的表面硬度和耐腐蚀特性
制动：制动系统采用H型双回路布置方式，均采用购买的WILWOOD主缸轮缸，在保证良好的
制动效能的情况下进行了深入的CAE优化分析。自制零件材料均采用7075航空铝，采用桁架结构，
利用ANSYS软件对其进行分析优化，使其质量更小。制动系总成采用可滑动式机构，便于适合不
同身高的车手，同时使车手驾驶更加舒适。在加工方面，采用线切割、铣削加工和数控机床加工
传动：动力传递路线为：CBR600发动机-链轮链条-限滑差速器-半轴-驱动车轮。动力传递采用
传统的链传动。设计目标主减速比为3.1，用到3个档位，最高车速为120km/h.选用成品Drexler
差速器，通过ANSYS软件对轮毂进行强度刚度分析和轻量化设计，并且在强度刚度许可的条件下，
选用7075航空铝材料通过挖孔等方法以减轻零部件重量。在加工方面，零部件加工工艺有、车、
铣、线切割、镗、焊接等
3.动力总成
发动机：采用2012HONDACBR600RR发动机,MOTECM84ECU替换原车ECU，并利用台架试验对
发动机进行试验标定。保证发动机润滑充足的条件下，设计、改装油底壳，保证发动机润滑充足的
条件下，降低了发动机重心在整车上的高度，从而降低整车重心。为了提高赛车的操控性，设计开
发了采用牵引力控制系统以提高赛车的操控性，采用升档断火系统来提高电子换挡的成功率，从而
整体提高赛车的整体性能
进气系统：根据发动机基本参数确定进气系统基本尺寸，利用优化设计方法修正基本尺寸以尽
量弥补由于进气限流对进气所造成的损失。利用GT-Power软件对发动机工作过程循环进行模拟仿
真，再利用Fluent软件对进气系统三维内流场进行优化分析。加工方面，制作45钢模具，铺碳纤
布等完成进气系统。喷油底座的设计简单可靠且利于加工
排气系统:利用GT-power软件确定排气系统的最佳长度，排气歧管采用等长设计，根据设计
要求完成消声器选型。根据空间位置进行排气总管的布置，利用Fluent软件对排气系统进行三维
流场优化分析，最终确定排气系统方案。其加工工艺为弯管、焊接等
冷却系统：冷却系统整体为并联对称式布局，采用全铝式水箱，整体散热面积足够大，重量相
对较轻，满足系统散热需求。水路由铝管和橡胶管构成，不仅可以起到辅助散热的作用，同时也使
得水路的布局更加灵活。在水箱之后加装导流罩，提高了散热风扇的散热效率，大大改善了冷却系
统的散热性能
4.仪表与电气系统
仪表系统：系统采用飞思卡尔汽车级单片机作为主控单元，利用单片机内部的MSCAN模块搭建
外围电路，直接读取ECU数据，并通过高亮LED、数码管实时显示转速和车速等必要信息，使整个
仪表系统的工作稳定可靠。CAN总线技术的应用，使线束系统的数量得到简化。硬件电路的接口部
分，采用防浪涌电流和防反接设计，基本满足汽车电子硬件设计要求，保证了仪表的稳定可靠
电子换档：系统采用飞思卡尔汽车级单片机作为主控单元，利用单片机内部PWM模块，通过调
节占空比间接调节直流电机转速，实现对电机的精准控制。电机驱动部分采用H型全桥式驱动电路，
控制电机的正转和反转，并由电流检测芯片实时反馈。通过集成在转向盘上的换挡拨片产生触发信
号，由单片机进行开环控制
5.
测试采用的分析、测试技术清单
零部件设计：采用CAXA、CATIA、ProE、Solidworks、犀牛等CAD软件进行设计工作；
分析及优化：采用ANSYS、Hyperworks、GT-power、Fluent等CAE、CFD软件进行结构、流场
分析及优化工作；
动力匹配及参数设计：采用ADAMS、AVL/Cruise等软件进行整车性能、动力匹配工作，对发动
机台架试验进行标定
实验调试：采用MOTEC、Labview、飞思卡尔等软、硬件进行整车及系统试验调试工作
图1.电子仪表图3.进气流场分
析
图2.可调踏板
图4.整车空气动力仿真
图5.整车渲染图
图7.车架有限元分析图8.悬架Adams分析图9.悬架数据采集。