辽宁工业大学2014年FSC团队赛车设计报告钮，改变尾翼的角度，从而改变升阻比
2、自制转向器
转向器壳体采用7075铝和碳纤维制作而成，齿轮齿条采用了大众齿轮材
料40Cr，实现了转向器轻量化并且减小转向间隙，更加符合了大赛规则
本次自制转向器的优点是：
1）横拉杆断开点数据可以根据计算得到，不再因为购买转向器的横拉杆断开
点固定而造成阿克曼数据误差偏大
2）齿条行程可调，实现了转向随时调试的可能
3、电动换挡
在去年气动换挡的基础上，更改为电动换挡系统。电动换挡其优点如下
1）质量轻，容易布置，换挡稳定，操作简单
2）减轻赛车手动换档的疲劳，提高换档效率。耐久比赛是对赛车的考验也
是对赛车手的考验。在耐久比赛中，提高换档效率，减轻频繁换档对车手带来的
疲劳，使赛车手保持充沛的体力
4、发动机调试
使用MOTEC独立ECU，自主对发动机进行标定,并采用底盘测功机对整车
进行测功
发动机标定的优点如下：
1）充分发挥发动机的动力性，使整车与发动机动力匹配更加合理
2）实现发动机断油断火控制，减少燃油消耗
三、其他总成设计要点
1、车架
本赛车车架为桁架式结构。使用4130钢钢管进行二氧化碳气体保护焊组合焊
接而成，兼有车架和车身的作用
1）在设计中，充分考虑到车架结构的强度与刚度、弯管技术、加工难易程
度、车架在焊接过程中发生变形等各方面因素，今年重新设计夹具，采用4040
型材，该组合夹具的设计方便安装，易调整，精度高，可循环利用。由车队队员
独立完成了车架的焊接工作
2）为了考虑轻量化设计，车架的某些杆件在符合规则的前提下采用直径
辽宁工业大学2014年FSC团队赛车设计报告16mm，壁厚为2mm的4130钢管。车架整体质量控制在30kg以下
3）车架结构也进行了优化，各个部分结构更加紧凑，发动机采用两点固定
4）车架的设计更加符合人机工程学，而且在进行优化的同时也进行ansys分
析，确保车架的安全性
2、悬架
横臂杆件采用4130钢管，杆端采用杆端关节轴承，使悬架参数可调。将立
柱的有效铰接点设计的赛车采用不等长双横臂独立悬架，减小非簧载质量，使制
动，加速过程中悬架所受冲击载荷，同时降低了质心高度，赛车在曲线行驶时，
减小转向过度，防止侧滑，提高了赛车的行驶稳定性
今年悬架横臂扇形焊接件为自主设计，其角度与横臂杆倾斜角度相同，使横
臂受力更加合理，应用Ansys有限元分析优化，减少非簧载质量，可使车架和横
臂铰接处的受力减小，支撑件变形不超其极限范围，从而提高了赛车的安全性能
和车轮导向精确度。立柱和导向块材料采用7075-T6航空铝，讲过Ansys分析优
化，做轻量化处理，提高了立柱和导向块的安全系数及精确度。为了提高轮胎的
侧偏性能，车轮外倾角设计为-1度，使车轮上跳时外倾向负值变化，下落时向正
值变化，从而减小轮胎磨损
由于襄阳赛道弯道较多，存在发夹弯，直角弯等复杂弯道，从而将轴距设计
相对较短，使在同样的转向轮转角下，转弯圆减小。同时，避免产生增大轮胎侧
偏角的缺点，附加横向稳定杆，在赛车高速过弯时，弯内轮的悬挂伸长，弯外轮
的悬挂压缩，容易造成弯内轮抓地力不足，弯外轮侧倾角度过大，与地面接触面
积减小，抓地力减小。而防倾杆可以适度抑制这种侧倾，提高赛车过弯性能。防
倾杆材料选用碳素弹簧钢65Mn。前轮防倾杆为Φ10，后轮为Φ8。以便在过弯
时降低弯内驱动轮，避免造成动力损失，而转向轮又有一定的侧倾刚度
3、制动系
在满足大赛规则要求的基础上，制动系统采用立式主缸结构，缩小了制动踏
板与制动主缸空间，且制动踏板位置可调，满足不同驾驶员的需求。驾驶更加舒
适
5、传动系
传动系零件多用7075航空铝加工，在保证强度的基础上，又减轻了质量
辽宁工业大学2014年FSC团队赛车设计报告赛车大链轮采用一体式结构，装配方便，并经过Ansys软件进行应力分析，保证
了其可靠安全性。内球笼采用分体式内球笼，赛车轮毂与内球笼采用一体式结构，
结构简单，可靠性高
四、赛车CAE分析项目清单
为了使自主设计加工的零部件结构更加合理，更符合轻量化设计理念，在赛
车设计过程中，采用有限元分析软件进行强度分析显得尤为必要
进行有限元分析的零部件和系统有：
车架：进行了模态和刚度分析，对其结构进行合理优化，实现轻量化
车身：进行空气动力学分析，对其结构进行合理优化
空气动力学装置：进行空气动力学分析，对翼型截面及翼片布置进行优化，
增大其升阻比系数
轮毂、大链轮、内球笼：进行应力和变形分析
悬架系统的Adams多刚体动力学仿真：进行了前悬架的双轮同向跳动仿真，
分析优化了其前轮前束、车轮外倾角、主销内倾角和主销后倾角
悬架立柱：在制动时对前后立柱进行强度分析
悬架导向块：在悬架最大跳跃量下对导向块进行了强度分析
悬架前后双横臂：在悬架最大跳跃量下对前后双横臂进行了强度分析
五、总结
亲手制作是我们一直追求的目标，在碳纤维的制作，模具的制作，发动机的
调试以及零件的加工等方面我们都始终坚持独立完成，自主创新。力争打造一台
属于大学生自己的方程式赛车，一台具有“辽工”特色的方程式赛车
从车队成立至今，大赛组委会以及校企领导给予我们大力帮助。在队员的努
力下，在去年赛车的基础上，我们对今年的赛车做了很多优化，在保证安全、追
求速度与与轻量化的前提下，兼顾美学、空气动力学和人机工程学要求，制造出
了一辆空间布置更合理、操纵性能更优越、更加轻量化的方程式赛车。希望在
2014襄阳的赛场上，我们能够赛出水平，赛出风格，再创佳绩
辽宁工业大学2014年FSC团队赛车设计报告赛车装配三视图：
赛车主视图。