2
分析结果显示，悬架硬点中心点的位移为
-3.971mm，左右悬架各施加+Z和—Z方向的力
4000N情况下计算可得E=1504
3、悬架设计
3.1、设计要求
1、保证赛车具有良好的操纵稳定性和行驶平
顺性；2、具有合适的衰减振动能力；3、在赛车
制动或加速时保证车身具有较小的俯仰角位移；4、
能够可靠地传递车架与车轮之间所有的力和力
矩。零部件重量轻，并具有足够的强度和刚度；5、
在满足规则要求情况下，做到结构紧凑，占用空
间小，便于布置、维护和保养
3.2、设计思路概述
设计时参考了国内外许多车队的设计参数和
布置方案，进行比较后，我们按照以下思路进行
了设计：
（1）、选择轮辋和轮胎
（2）、确定轮距和轴距
（3）、根据比赛规则对悬架跳动的要求，设
计侧倾角刚度和偏频
（4）、确定侧倾中心高度
（5）、根据以上参数对悬架几何进行设计、
建模。并用Adams进行初步仿真，对悬架参数的
变化情况进行分析
（6）、布置减震器，并初步确定减振器参数
及减振器传递比等
（7）、建立完善的悬架ADAMS模型，进行仿
真、优化
（8）、对悬架结构细节进行设计以及进行强
度校核计算
3.3、悬架结构和参数
1、由设计计算及仿真优化结果，最后确定悬架平
衡位置时的设计参数如下表：
设计参数前悬架后悬架
悬架偏频3.0Hz2.8Hz
侧倾刚度448.1N*m/deg337.2N*m/deg
侧倾中心高度25mm45mm
减震器弹簧刚度40N/mm43N/mm
减震器阻尼系数0.420.3
悬架传递比1.271.27
主销后倾角3°0°
主销内倾角6°0°
车轮外倾-1°-1°
车轮前束-1°-1°
2、悬架结构布置图
4、动力传动系统
4.1CBR600限流后发动机特性参数
CBR600
排量599CC
功率55kw/11000rpm
扭矩40nm/9000rpm
压缩比12.2:1
进气门早开晚闭角22度、43度
排气门早开晚闭角40度、5度
4.2赛车动力性能
（1）、最大加速度a=6.7m/s
（2）、0-75m加速时间为5.4s
（3）、最高车速Vmax=100km/h
4.3传动方案：
发动机与主减速器间的动力传动有三种传动
方案，即：齿轮传动、链传动和传动轴传动
综合考虑以上传动方式优缺点，本设计采用
链传动方案
根据总布置方案及方程式赛车和大多数跑车
常用的布置方式，传动系布置型式选用中置发动
机后轮驱动型式，将发动机布置在驾驶员座椅与
后轴之间，有利于获得最佳的轴荷分配，提高赛
车的综合性能。动力传递路线如下所示：
发动机→一级链传动→差速器→半轴→驱动
轮
图4-1动力传动系统
传动系参数：
发动机速比：
档位123456
符号
i1i2i3i4i5i6
速比2.6661.9371.6111.4091.2611.166
初级减速比：ig=2.111
主减速器变速比：i0=3.308
在限流的情况下，为提高发动机充气效率，
增加进气量，对赛车进气系统进行重新设计及优
化分析，选择进气更好的空气滤清器滤芯，以提
高发动机功率和扭矩
5、仪表显示
5.1、车速：通过车速传感器采集到的信息，经
过中央处理器处理，由LED显示在仪表盘
5.2、转速传感器：通过发动机转速传感器采集
曲轴转速信息，经过中央处理器处理，由LED显
示在仪表盘
5.3、油量显示：通过燃油液位浮子式传感器采
集信号，经过中央处理器处理，由LED显示在仪
表盘
5,4、水温度显示：由水温传感器采集温度信号，
经过中央处理器处理，由LED显示在仪表盘
图5-1仪表硬件组成框
6、转向系统
转向系设计目标：（1）、赛车转弯行驶时，全
部车轮应绕瞬时转向中心旋转，防止轮胎滑移或
滑转，提高赛车行驶稳定性；（2）、赛车行驶时，
驾驶员在转动转向盘的条件下，转向轮具有合适
的回正能力并稳定行驶；（3)、赛车在行驶状态下，
转向轮不得产生自振，转向盘不产生摆动；（4)、
在赛车行驶中，转向传动机构和悬架构件共同工
作时，不能产生干涉，使车轮运动不协调使车轮
产生的摆动应最小；（5）、保证赛车具有较高的机
动性，具有迅速转弯行驶的能力
转向梯形的设计目标是：利用Adams优化横
拉杆的内外断开点坐标来调整梯形结构，达到阿
克曼几何关系，同时满足总布置的要求以及驾驶
的操纵稳定性。其理想的内外转角分别为：37.55
度，26.22度。本赛车采用与独立悬架相配合的中
间输入两端输出的断开式转向梯形，转向机采用
齿轮齿条式转向机。考虑到悬架的设计安装方式，
其转向梯形的布置形式为前轴前方前置梯形。如
图6-1.
图6-1转向机
7、制动系统
7.1、制动方案分析及确定
制动系统设计采用更适用于赛车的盘式制
动，与鼓式相比，在相同条件下具有结构简单，
尺寸和质量较小，散热性较好，制动效能稳定，
反应时间短等特点。经对比分析，采用双Ⅱ型回
路双独立主缸的简单人力液压制动系，为使得前
后轮获得所需的合理制动力分配比，发挥整车最
大化地利用前后轮的抓地力，我们设置了适合于两个独立主缸使用的平衡杆机构（如图7-1），用
以对制动力进行按需分配
整车制动系统采用四轮四制动卡钳布置。经
计算确定，制动主缸直径18mm，前后轮均采用缸
径33mm的四活塞卡钳，制动盘均为直径220mm
同时，在踏板机构稳定性设计中采用铝型材精铣
出一体式的肋板，力争让制动系统成为赛车优异
性能和车手安全的可靠保障
图7-1.平衡杆机构
7.2、制动时间和制动距离分析
式中：a—最大减速度；V0—制动初速度；
t1—驾驶员反应时间，一般0.3~1.0s；t2—制动
机构滞后时间，一般为0.015~0.03s；t2—制动器
制动力增涨时间，一般为0.15~0.3s；t2+t2—制
动器的作用时间，一般为0.2~0.9s，液压制动系统
的制动器起作用时间可达0.1s
根据赛车手的专业驾驶素质，本车驾驶员反
应时间可以到t1=0.3s。制动器作用时间由于赛车
性能的要求，可以达到t2=0.02s,t2=0.2s
根据公式，当φ＝0.8时地面最大制动减速
度a=φ·g=7.84m/s，当V0=80km/h由式得S＝
36.29m<50.7m，满足GB7258-2004的规定。根据
比赛时所用热熔胎特性，可最高设计φ=1.4，则
最大制动减速度a=φ·g=13.72m/s，当V0=80
km/h由式得S＝20.66
8、车身设计
8.1、理念体现与设计建模
车身汇众人之构想，融合后首先体现于手绘
图之上，紧扣规则、结合流线与仿生学设计思路
车身整体感强、线条流畅、极具张力，圆头车鼻
的仿生设计既有利于气流顺利通过车身又有利于
压心后移，并配备γ=10°多通道扩散器给予整车
充足下压力提高赛车稳定性。设计固定车身快拆、
合理分块进而可以调整车身拆卸方式，以满足特
定的要求。马赛灰的基调点缀鲜亮橘红、黄、深
褐色，彰显年轻车队的活力与奔放。赛车接近角
13.94°，离去角11.66°，迎风面积为0.926m2
8.2、模拟流场分析
计算机技术与湍流理论的发展，使得CFD在
研究和应用方面取得了巨大的进展，通过对流动
控制方程的数值求解达到对赛车流场特性以及赛
车气动性能研究的目的，最终将结果可视化。车
队使用Fluent对赛车进行模拟流场分析：
图8-1整车与路面总压图
8.3、车身的制作与工艺
车身实物制作工艺采用分模块方法，整体玻
璃钢成型。模具依据车身截面线框图分块切型，
把块状高密度泡沫顺次粘合打磨后用原子灰进行
表面平整光滑处理，得出车身阳模，再在阳模上
反复喷涂三次脱模剂,待干后手糊环氧树脂和敷
玻璃纤维布并掩埋车身紧固件，并结合车身结构
分析优化的结论在应力集中处敷加玻纤剪成的条
状“龙骨”加强筋，之后在车身拐角处开洞避免
树脂集聚，待固化后脱模。最后再对成型玻璃钢
车身美化处理：刮原子灰、打磨、抛光、喷漆、
拉花
a92.25
)(
6.3
12''2'
2oo
vvttS
a2
2)(2''2'21
ovtttt9、赛车三视图
主视图。