设计宗旨
中北大学行知车队2014年FSC赛车的设计过程中，始终保持着
一定的设计原则：
严谨性
对赛事相关规则进行详细严谨的分析，严格按照规则进行赛车各
部分的设计，对于设计中出现的问题在规则许可的范围内进行调整解
决，保证设计的严谨性
舒适性
除了适应规则中描述的对于各部分的要求外，赛车的其余部分的
设计同样考虑车手驾驶的舒适性。例如，方向盘的大小和安装位置必
须满足驾驶员的乘坐舒适、操纵方便的要求，对于一辆“小型方程式
赛车”来说，舒适性是非常必要的
可加工及互换性
规则中陈述该项比赛的目的是设计和制造出一辆小型车的原型，
在完成赛车设计的过程中，赛车的每一个零部件的设计我们都必须按
照可加工的原则进行设计，而且零部件的安装易于调整和替换
轻量化
在保证可靠性、经济性和减重要求的同时，我们追求的是零部件
的合理简化，从而实现部件的轻量化。整车轻量化对于提高赛车加速
性，操控性等方面具有重要作用
部分设计及技术特点
车身
按照 FSC 赛车设计规则,对赛车车身进行了三维设计，并利用
CFD 技术建立了车身外流场分析模型,通过数值模拟方法对车身造型
进行了分析，确定了车身空气动力学特性。初步拟定车身的造型方案
后，开始进行车身泡沫模型的制作和热塑玻璃钢车身的制造，使用玻
璃钢作为车身材料是综合了强度要求、成本因素、轻量化原则之后的
选择，最后对成型的车身进行喷漆上色等表面处理
通过对车身的三维设计，CFD 分析，车身模型制作以及玻璃钢车
身的制作，切实把专业知识应用到了实践中去
转向系统
针对大学生方程式赛车高速和赛道的特点，通过对比赛的工况进
行分析，结合比赛的赛事规则，综合利用 CATIA 建模，ANSYS 结构分
析，MATLAB 分析等设计手段，设计了一种断开式后置梯形转向系统
设计过程中首先考量大学生方程式赛车的技术要求、赛道特点以
及赛车转向系统中各结构、性能参数特点；初步设计转向系统操纵机
构并进行 CATIA 建模和模拟分析；根据分析结果，对设计进行改进简
化；最后加工调试，使其满足比赛要求
动力传动
根据赛事相关设计规则，综合发动机参数、车架悬架参数、赛车
性能要求以及比赛工况，对传动方案进行初选和各部分零部件的分析、
计算，确定差速器、半轴、链轮等各部件的参数；按照参数进行CATIA
三维建模，对模型使用ADAMS动力学仿真和ANSYS应力应变分析；
依据分析结果对参数进行修正优化；最后加工零部件，进行装配调试
仪表与电路
方程式赛车的仪表与电路布置设计主要是针对各部分分别设计，
然后由各部分的局部连接成整车的原理图，在此基础上根据整车电路
的实际情况绘制电器接线图，最后对整车的电气系统进行布置
在电路布置中以 AuToCAD 绘图为主，完成各个部分的原理图，
电路连线图，整车线束图的设计与布置；在仪表设计方面主要以
Protel DXP2004 绘制原理图与 PCB 图。运用霍尔开关作为车速的信
息采集并输入 STC89C54RD+芯片用共阴极数码管显示车速，并以
LED 灯作为档位和水温报警的信息显示
此次方程式赛车电路与仪表设计和布置严格按照大学生赛车大
赛规则进行，设计出的各个系统都能满足比赛的要求
其他技术、工艺特点
由于是第一次参加大学生方程式，在没有先前设计经验的基础上，
车队成员参考和借鉴了，参考了许多汽车设计书籍和国内外其他学校
的赛车设计制造经验
在整车的设计制造中，我们做到了自主创新，并且使用了许多比
较前沿的技术，例如，自主设计制造了车架的焊接平台，并申请了专
利保护；发动机的进气歧管和方向盘握套采用3D打印技术；大量自
主加工的零件采用线切割技术等
图 1.赛车车架
图 2.车身表面上的速度矢量图。