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车架&人机工程学
1、4130钢管桁架式车架、受力结构布置于车架节点处。在上一年的基础上，
进行整体尺寸调整和结构优化。实现轻量化的同时保证足够的扭转刚度。车架重
量为 27kg，较上一年减轻
13kg
，扭转刚度为1021.14Nm/deg
2、人机工程学设计，以人体的
H
点为设计中心，充分利用规则中H点到踏
板后端面距离不少于915mm的规定，通过调整车手姿态达到降低赛车质心 高度
的目的，并保证车手对赛车操纵单元的手足伸及性、姿势舒适性和视野性的需求
3、方向盘布置，基于眼椭圆调整仪表板面在直前视线下方
15°
以内的标准，
确保车手在不改变头部姿态的情况下，迅 速了解整车数据，并且考虑握持舒适性
以及拨片换挡时的手指的操控性
4、座椅设计基于人机工程学座椅静态舒适性，以车手各部位尺寸为准，确
保人体的大部分质量以较大的支承面积、较小的单位压力合理地分 布到座垫和靠
背上，从而以最舒适的体压分布给予腰部足够的支承，保持上体腰椎以上肩部与
大腿下平面之间达到100°
5、基于电控数据采集结果，绘制踏板力与减速度曲线，对照最佳踏板力增
益特性，调 整制动过程中踏板力与位移的设计参数，确保车手能最大限度地利用
车辆的制动能力
6、踏板组集成化设计、优化制动踏板杠杆比、加强制动踏板及支座的刚度，
可调踏板组确保不同车手驾驶时双腿保持在舒适的 生理角度和空间，且能便捷、
精准地控制制动与油门
发动机
1、分析赛道特色及单缸机在进气限流后的性能发现，单缸机功率扭矩输出
损失小，在中低速扭矩输出上优于四缸机；CRF450X发动机湿重仅为32KG ，在
轻量化上占有明显优势；且结合实际赛道情况，更轻必定更快，良好的操纵灵敏
性弥补了单缸机较四缸机在功率上的劣势
2、对化油器式燃油供给系统进行电子喷射技术改造，采用电喷节气门，改
造原车 磁钢，加装凸轮轴相位传感器等。采用MotecM84独立ECU控制，通过
发动机台架试验调校发动机所需要的动力性、经济性和排放性。采用CDL3数据
采集系统，处理、分析路试试验数据，将优化后的喷油脉冲时间、喷油 时刻及点
火提前角等三维
MAP
数据写入ECU
3、利用仿真及有限元分析软件对进、排气系统的性能进行耦合仿真分析
结合赛车安装空间及运行工况要求，构建多种进气谐振腔结构方案、不同进出口
直径 及锥度的限流阀模型、排气管长度及排气歧管曲率半径，综合分析，修改参
数，确保在中低转速转矩输出达到最佳且中高转速功率输出最大。喷油座上喷油
器的轴线与进气道轴线为27度，燃油直接喷射到气门背面保 证了燃油充分雾化，
减少油膜粘附，有利于启动怠速工况
4、结合发动机的外特性曲线与MATLAB软件分析结果，通过改变不同的主
减速比的值，分析对比经济性曲线、动力性曲线和经济性
-
动力性曲线三 条曲线，
结合三条曲线，加以反复计算与验算，最终确定主减速比为
2.92
，确保在75米
加速中能得到大于
6m/s2
的加速度，在耐久赛三档驾驶时车速保持在45km/h左
右，以减少换挡次数。底盘
1、赛车以操纵稳定性为最优先考虑，运用虚拟样机技术，在初设定的悬架
导向杆系硬点上进行多体动力学仿真优化分析,使使悬架特征参数如：主销内倾
角、主销后倾角、轮胎侧偏角、轮胎束角、轮距及侧倾中 心在悬架跳动过程中保
持在合理的范围内
2、前后悬架设计偏频为2.9Hz和2.6Hz，配合Bellcrank以及弹簧减震器，
设计得赛车的总侧倾角刚度为455Nm/°，侧倾增益1.24°/g。在后悬架加装了横向
稳定杆， 以达到1.2°/g的目标侧倾增益，提高转弯时的稳定性
3、自主设计斜齿轮齿轮齿条式转向器。斜齿轮的平稳啮合，载荷冲击较小，
车手好把握路感，减轻车手疲劳强度
4、基于赛道弯道和八字绕环，将内外转向轮 转角差控制在
5~7°
，基于Matlab
编程优化设计，转向角能保持
60%
左右的阿克曼转角关系
5、考虑到外侧轮胎由于受到大侧向力而产生的大侧偏角，通过软件模拟转
向梯形断开点位置及悬架匹配 参数进行优化分析。观察主销参数的变化量是否在
允许的范围内，使得赛车实现前轮跳动时前束变化小于
0.1°
，过弯时内轮有
toe-out趋势，轮外有toe-in趋势，以保证赛车在复杂的路面上有良好的转向能 力
6、通过使用Adams模块，对整车进行了转向盘角脉冲输入、转向盘角阶跃
输入、八字绕环和蛇形的仿真与试验，得出了横摆角速度、侧向加速度等在时域
内的响应情况并进行了针对性的优化，使赛车的操纵稳 定性得到了明显提升
7、通过四轮轮速传感器对各个车轮在不同制动工况下的转速信息收集分析，
配合平衡杆的最大杠杆比9:31调节作用，在前后轮制动力调节范围50%--77%内，
定量参数化地调节平衡杆，分配前 后制动力
8、轻量化方面，分析了转弯、制动、加速等不同工况下的受力后，将Bellcrank、
耳片，叉臂、推拉杆、立柱、轮心、差速器支架等基于有限元分析软件进行拓扑
优化及参数化分析，以求零件结构及安 全性的最大程度优化，在保证强度的前提
下，最大程度地减轻零件重量
电器与电子设备
1、采集采用STM32和STC89C52芯片对全车进行数据采集与无线传输，显
示整车关键动态数据。采集悬架位移、横纵加速 度、发动机基本数据、整车位置
实时定位信息、行车记录等。发送到车外终端数据收集器，液晶屏幕实时显示、
收集、整理赛车传感器动态信息，对赛车进行相应的调校
2、在方向盘上显示整车关键动态数据包括 转速信息、档位信息、整车各个
重要模块温度，油压，电量等，让车手通过清晰可见的数据来判断赛车状况。气
动换挡与手动换挡相结合，速度快，稳定性好。气动换挡，利用单片机编程控制，
提高了换挡的可 靠性，极大地缩短了换挡时间。分析与测试技术细节表
分析项目使用工具分析应用
实验测试项目
发动机台架实验台架测功机台架进行负荷特性试验、外特性试验，测试所需要的发动机动力性、经济性和排放性能 ；处理、分析台架
试验数据，将优化后的喷油脉冲时间、喷油时刻及点火提前角等三维MAP数据写入ECU
进气谐振腔、排气管台架测试台架测功机在台架外特性实验中加装进气谐振腔、排气管，分析优化结果对于中高 转速功率输出最大及中低转速转矩
输出的效果
赛车测试及调校数据采集系统基于CDL3数据采集器及自制数据采集系统，对整车部分优化设计进行验证及相应调校。如空套下压力的
测试
虚拟仿真项目
悬架 、转向优化ADAMS/CAR
进行平行轮跳仿真，获得了车轮外倾角、主销内倾角、主销后倾角、车轮前束及轮距的变化情况，Insight
模块进行多目标优化，根据影响因素对变量的灵敏度进行针对性优化
最佳踏板力增 益特性MATLAB
基于电控数据采集，绘制踏板力与减速度曲线，对照最佳踏板力增益特性，调整制动过程中踏板力与位移
的设计参数
主减速比MATLAB根据发动机参数和各档传动比得到C（动力-燃油经济曲线）曲线 ，根据C曲线确定主减速比的大小为2.92
阿克曼转角MATLAB
转向正阿克曼的优化设计，通过分析三个变量，将内外转向轮转角差控制在5~7°转向角能保持60%左右
的阿克曼转角关系，得到满足转向需求的梯形机构
进、排气系统仿真GT-power进、排气系统的性能进行耦合仿真分析，加谐振腔后限流功率
有限元分析项目
车架分析优化ANSYS
workbench
分析弯曲工况和扭转工况，对车架结构及管径壁厚进行优化。在实 现轻量化的同时保证足够的扭转刚度
立柱、轮心、悬架叉臂等赛车
零部件件分析优化
ANSYS
workbench
Hypermesh
利用有限元数值模拟技术能优化零部件设计、提升整车零部件产品质量、缩短设计周期 、提高整车安全性
及竞争力
空气动力学套件分析优化ANSYSfluent流场分析，改变模型参数，改善气流分离区的气流离散现象，基于多组参数分析、比较选择最佳模型
发动机进排气分析优化ANSYSfluent
仿真 分析腔体内气流速度场及压力场分布，得到最佳进气谐振腔尺寸、限流阀进出口直径及锥度，排气管
长度及排气歧管曲率半径
冷却系统、燃油供给系统ANSYSfluent仿真分析液体流动效率分析和冷热场交换分析
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