个方向的位移自由度。通过使用ANSYS软件分析，最大扰度都小于10.5mm，所有
结构没有出现失效现象
（2）前环结构分析。加载荷：Fx=0kN、Fy=7kN、Fz=0kN。应用点：前
环顶端。边界条件：约束悬架与车架接触点x,y,z三个方向的位移自由度。通过
使用ANSYS软件分析，所有结构没有出现失效现象
（3）在侧防撞结构加载。预加载荷：Fx=0kN、Fy=8kN、Fz=0kN，
横向载荷方向是朝着车手的。作用点：侧防撞区域内，所有位于前环和主环之间
的结构。边界条件：约束悬架与车架接触点x,y,z三个方向的位移自由度
同时按照设计要求对前隔板和前隔板支撑结构、肩部安全带连接、安全带连
接、前隔板和前隔板支撑偏置进行了预加载荷、确定应用点、边界条件分析，最
大扰度都小于允许扰度，所有结构工作稳定没有出现失效现象。在以上分析过程
中，我们都提取了位移图，轴向应力图，单元Y和Z方向的弯曲应力图
2.车架的模态分析
边界条件：约束悬架与车架接触点x,y,z三个方向的位移自由度。我们提取
了前6阶模态振型和各阶模态频率
根据以上分析，为尽量使车架的结构稳定和安全，并且受力均匀减少车的重
量，结合车架各部分的管件最小外径与壁厚，我们选择四种规格的管材，分别是
25.4*1.6（红色），20*1.2（蓝色），25.4*2.4（绿色），26*1.4（灰色）
四、发动机设计
通过分析大赛规则，结合去年各车队的赛事成绩和比赛时出现的问题，综合
考虑性能和方便性，我们选购了贝纳利4缸机(BJ600GS)。因为在FSC赛车中要求
进气口只有20mm,我们在改进这款机器的时候把它原有的喷油量进行缩小，更好
的提升了它的动力
1.发动机进气系统的优化和仿真设计。仿真采用fluent软件，压力出入口的
压差为2500pa，只开边上一个歧管，其它三个出口封住。根据边歧管的质量流量
来判断模型的优劣。限流阀锥口：根据资料，仿真时选取了50°和65°进行仿真，
得到仿真图，质量流量分别为0.0524kg/s、0.0527kg/s，差值为0.0003kg/s，相
差很小，故可以认为，入口锥角在55°到65°产生涡流的较小，入口锥度在此范
围内流量变化不大，故选取60°锥角。稳压腔的作用是形成一个相对稳定的空间，
使各缸的进气均匀。采取经验值，稳压腔一般为3到4升左右，故选择4升，增大
进气稳定量可以使进气稳定
可变进气歧管长度控制技术能兼顾高速及低速的不同工况，改善发动机
怠速及低速时的性能及稳定性；提高发动机的动力性和经济性。进气歧管主
要考虑进气均匀度问题，把进气的歧管做成锥管，入口直径改为60mm，空气流进
稳压舱时得到一个稳定的气流，来算取压差，相差小的确定为最后方案
2.排气系统的改进。我们去年因为排气噪音不达标险些提前退赛，所以今年
需要对排气系统重新设计。黄龙发动机原有的排气管是后趋势，我们把它改成前
趋势，将排气管从发动机底部向前绕到赛车右翼，增加的三个弯道可以有效降噪，
而且这样的布置形式还节省了发动机舱的空间
五、悬架设计
今年为实现轻量化的目标，把去年赛车钢质摇臂、法兰盘等改为7075铝质
来减重，并用ANSYS对其进行有限元应力分析。考虑到人机工程学以及发动机、
传动轴、差速器等的安装布置，在去年赛车的经验上经过反复测算分析，根据
b=kl估算，在参考国内外赛车和汽车设计资料的基础上把赛车的轴距定为
1570mm。针对去年减震器LBS太大，经过计算改用前250LBS后350LBS的减震器，
使车手驾驶更加舒适，并能更好的衰减赛车震动。赛车选择不等长双A臂悬架
在简单的二维模型上，对前、后悬架的其余部分进行空间考虑，包括轮毂、轮胎
以及控制臂等，不断地改变轮距、控制臂长度、离地间隙、主销长度、车轮外倾
角主销倾角等，以确定这些因素如何影响倾斜中心变化，侧倾中心是车架同侧上、
下等效A臂的延长线交点与同侧车轮中心线与地面接触点之间连线与车架中心
线的交点，这个交点与地面之间的距离就是悬架静态侧倾中心高度。通过调整上
述平面模型相关参数，确定前、后轮距、主销长度、主销内倾角、前后悬架静态
侧倾中心高度等。针对赛车四轮制动和后轮驱动的特点，对前悬架进行抗制动纵
倾性和后悬架抗驱动纵倾性进行优化。前悬架抗制动纵倾性和后悬架抗驱动纵倾
性原理类似。在确定悬架的侧倾参数和刹车片、轮辋、半轴后来进行前后立柱和
轮毂等部件的设计
六、制动系统设计
根据车的总质量、质心高、轮距、轴距和附着系数等一些已知数据算出了前
后制动力。根据制动力大小，我们选择了wilwood主缸和卡钳，以及体积小、易
拆装的制动油壶，根据卡钳的大小和整体的车重设计制作了符合条件的制动盘，
制动盘采用马氏体不锈钢制作而成，另外，制动系统采用两个独立式主缸，一个
主缸控制前轮，一个主缸控制后轮，当某一条回路系统泄漏或失效时，另一条回
路还可以保证两个车轮拥有有效制动力，不至于因刹车失灵而失去控制。主缸放
置刹车踏板下方，在保证满足驾驶舱空间的前提下又节省了前舱的空间，隐藏式
的油路布置有效地保护油管不受损坏。在保证有效的制动力的前提下充分的发挥
创新精神，根据赛车特点设计制作了平衡杆和制动踏板，制动平衡杆配合购买的
向心轴承依照标准的尺寸制作而成，制动踏板采用7075铝制作，下置式主缸布置
抬高了踏板的高度，在踏板制动行程上也适当地进行了调整，我们的一切设计都
是为了有效制动与便捷操作。制动盘设计尺寸为外径220mm，内径120mm，厚度5mm，
孔距105mm，孔径10.2mm
七、转向系统设计
选择转向系统的内、外转角应该尽可能的接近理想阿克曼转角。转向梯形首
选断开式梯形结构。转向传动比为4:1，行程为S=88.23mm。转向柱采用转矩变
动引起较小的转向柱几何变化的设计。硬度要求较高。万向节联接处花键需要进
行热处理。方向盘在往年方向盘的基础上有较大的改动，首先选用复合材料碳纤
维板，结合车架的尺寸和舒适性，合理设计了方向盘的尺寸。在碳纤维板上确定
了快拆螺丝固定位及孔径，然后加工安装。相比去年的方向盘今年突出的优点有：
方向盘更小，重量更轻，结构更合理，拆装更灵活
八、车身设计
在车身设计中，融入空气动力学原理与美学原理，打造流线型的一体式车身，
具有良好的导流性。赛车在高速行驶时能将风阻降至最小，时速120km/h时可将
理论风阻控制在261KPa以下。考虑到制造与加工成本，我们决定手工制作玻璃
纤维车身，玻璃纤维拥有质量轻、强度高、防电、耐磨等特性，经过不断试验，
我们已经熟练掌握玻璃纤维制作的工艺流程。赛车以象征纯粹、干净的白色为主
色调，镀以大红色镶边，充满着青春的激情与蓬勃的朝气，给人以喜气、灵动之
感
图1分析测试技术细节清单图2右前轮立柱、法兰。