一级方程式赛车揭密

一级方程式赛车揭密---空气动力学篇

虽然一级方程式赛车是一种高速汽车，但在机械概念上却较接近喷射机，而非家庭房车。它们巨大的双翼不但具用商业广告牌的作用，同时还可以产生至关重要的「下压力」。这种空气动力会使流经汽车上方的气流将车身向下压，使车子紧贴在车道上。相反地，飞机则是利用巨大的双翼产生「上升力」。

将车身压在车道上可使轮胎获得更大的抓地力，进而在弯道时产生更快的加速度。由于一般普通房车没有下压力，因此甚至无法产生1G（一个重力单位）转弯力。一级方程式赛车能产生4个G的转弯力。

在时速230公里时的状况下，F1赛车上方气流产生的下压力足以使它在隧道里沿着隧道的底部行走。

在设计当今一级方程式赛车的过程中，扮演重要角色的空气动力学家正面临着一个基本的挑战：如何在产生下压力的同时不增加空气阻力。这正是汽车必须克服的问题。

在汽车空气动力设计的过程中，风洞扮演着重要的角色。进行风洞实验时，通常先制作一半体积的模型，而风洞就像一个巨大的吹风机，将空气吹向静止的模型。

虽然这个吹风机的价格非常昂贵，但积架车队仍然编列四千九百万美元的预算，将在该车队新建的银石（Silverstone）工厂建造一个风洞。

空气动力可以根据不同赛车场的特征而调整。较直的跑道需要较低的下压力设定值，如此可减少阻力，并且有助于赛车提高极速。较曲折的车道需要较高的下压力设定值，如此可令赛车的极速降低。例如，在曲折的Hungaroring车道上，赛车很难达到300km/h的速度，但在Hockenheimring车道上，车速可以超过350km/h。

一级方程式赛车揭密---制动能力篇

由于使用了碳纤制动器（这种装置最先使用在商用飞机上），一级方程式赛车有着惊人的制动(煞车)能力。

这种制动器是利用将动能转换成热能的原理减速的，工作温度接近摄氏 700 度。在阴天比赛时，转弯减速时不难见到制动器炙热发红的景像。

一级方程式赛车可以在 1.7 秒和 26 公尺的距离内，从 100 km/h 减速到完全停止，而斜背式家庭房车则需要 2.86 秒和42 公尺的距离才能达到同样的效果。

一级方程式赛车揭密---计算机篇

计算机改变了一级方程式的比赛方式

除了实际测量的资料外，在将赛车驶往车道之前，车队会先使用仿真软件设定变量，例如

齿轮比和车翼设定值等等。

同样的，车队会在测试台上，仿真赛车道的应力特性而对引擎进行测试。

一级方程式赛车装满了感应器，测量任何可用来提高性能的资料。积架声称它利用微波联

机，在赛车每跑完一圈时，就可以从赛车上下载4MB的资料到维修站。

维修站和和车队总部之间已建立起网络联机，因此双方都可对资料进行评估。

一级方程式赛车揭密---转向篇

由于最新型的方向盘配备内建 LCD 显示屏、碳纤结构、和各种控制装置，因此价格高

达 5 万英镑。

方向盘的形状奇怪是因为车手根本无须将手移离方向盘。标准的一级方程式方向盘只须转动半圈就可完成从最左到最右的转向动作，但标准房车却需要转三圈才能达到相同的结果。

方向盘是可以拆卸的，以方便车手进出驾驶室。

方向盘后面的控制板用来换档，开始比赛时可操作离合器。

一级方程式赛车揭密---变速箱篇

虽然赛车比赛规则禁止使用自动变速箱，但是赛车比赛规则也只规定车手必须自己选择换档，因此车手们可以使用半自动系统，利用液压操作离合器和转档叉，方便车手可以随时拉起方向盘后方的两个排档杆进行换档。

半自动系统可以达到急速换文件的目标，车手只需要0.02秒就可完成全部换档动作，而一般轿车则需要0.5秒才能完成换档。

进入特定弯道时，车手可以预先设定一连串的定时换挡，免除了在接近弯道时用手操作数次排档杆的麻烦。

一级方程式赛车揭密---重量篇

赛车比赛规则规定赛车加车手的总重量不可低于600公斤。为了使重量保持最小，所有车队都广泛使用碳纤材料，而这些材料的强固性足以支撑车子的重量。

碳纤材料在七十年代末期首先应用在飞机机翼上。1981年，麦克拉伦车队（McLaren）首次以碳纤材料制造整个赛车底盘，并以之取代传统的铝制底盘。

一个碳纤车身的生产需要六个星期的时间，制成之后再放入压力锅进行高压烘烤，让这种高科技的碳纤材料可以坚固起来。

碳纤车身是在净室中以手工方式制造而成，因此，可防止在编织碳纤板之间混入异物，进而防止碳

纤产生弱点。

虽然赛车比赛规则规定了最小重量，但车队还是尽可能削减多余的重量，因此，会再使用压舱物把重量提升到600公斤。压舱物可以堆放在车上的任何部位，因此车队可以针对不同的车道变更车子的重量平衡。而顶级车队使用的压舱物重量甚至高达80公斤重。

一级方程式赛车揭密---轮胎篇

F1 赛车轮胎的工作温度大约高达摄氏100度。只要温度稍低一点，轮胎就变得容易打滑。所以在上胎之前，工作人员会先把轮胎放到一个叫做「轮胎保温袋」的特殊毯子里，以便尽量使轮胎保持工作温度。

弯道打滑容易引起轮胎过热或者起泡，加快磨损的速度。车手必须小心保护轮胎，以便撑到下一次进维修站，或撑到比赛终点。

比赛之前，车手必须从赛车官方的合法轮胎供货商普利司通(Bridgestone)提供的不同轮胎组合中选择轮胎。较硬的组合较耐用，但是抓地力较小。因此使用这种轮胎组合的赛车绕圈速度会稍微慢一些，但是可以用较少的进站维修次数作为弥补。较软的组合较易磨损，但是抓地力较大，可使赛车产生较快的绕圈速度，但是这种轮胎很少能撑过100公里。

车队为不同的天气准备不同的轮胎。四槽轮胎在干地时可发挥最大性能，而湿地轮胎的触地面会有花纹，方便排出车道表面的雨水。中间型轮胎适用于潮湿天气。

一级方程式赛车揭密---引擎篇

虽然所有车厂都使用 V10 结构，但五个汽缸两侧之间的角度却不尽相同。

由于赛车比赛规则规定引擎容量不可超过 3000 cc，因此，引擎供货商们莫不竭尽全力想尽办法制造接近这个标准的引擎。福特 Coworth V10 CR2 的排气量为 2998 cc。

今年宝马 BMW 将会使用自制的V10 引擎来参加一级方程式赛车。宝马公司在墨尔本的第一分站赛中提供了 10 具引擎，并希望在本赛季中可以生产 50 具 V10引擎。

V10 可提供"大约"800 匹马力的动力（车队通常不愿透露正确数字），相当于一般家庭房

车 1.6 公升引擎马力的 8 倍。宝马声称，最强的 F1引擎马力记录是 1986 年由涡轮增压四缸引擎产生的将近 1100 匹马力。

大部分普通房车的引擎每分钟最大转速约为 6000 转，但 F1 引擎的转速可达每分

钟 18000转，其活塞加速比子弹还快。

F1 引擎是非常轻巧的。积架(Jaguer) R1 的引擎只有 569 mm 长、506 mm 宽、

492 mm 高 (包括风箱)。离合器只比成年男子的拳头大一点而已。高科技材料使得引擎变得很轻，重量只有 97 公斤。

详细资料花絮：例如，F1 火花塞的韧性比一般普通房车强，如此才能承受每分钟

转 18000 下的震动。但它们的尺寸却比较小，螺纹直径只有 10 mm（标准火星塞

为 14 mm），所产生的火花也比标准火花塞大。

令人惊讶的是，虽然 F1 引擎的燃烧温度可达摄氏 1,000 度，但在运转时却比普通房车引擎温度稍低。一级方程式 V10 的冷却剂温度可低到摄氏 110 度，油料温度可达 140 度，大约比普通房车低 20 度。

这么小的机器却能产生如此之大的能量，你难道不想把 F1 的引擎装到自己的车里吗？也许不想，因为 F1 引擎每跑 100 公里就吃掉 60 公升的汽油。

赛车ＰＩ系统介绍

在本地赛车界人气急升的赛车配件PI SYSTEM令很多车迷着

迷。好像装上了它，车便可马力急升，所向无敌似的。在这里让我

们为这系统来作一个简单的介绍。DATA ACQUISITION或

DATA LOGGING 是这系统的正确名称。而PI只是众多品牌中的其

中一个生产商，其他著名的品牌有STACK、ASTRATECH和

MOTEC 等。

顾名思义，DATA LOGGING是搜集数据的一种系统，如民航机上的黑盒一样。它通过放置在赛车上不同运动部分的感应器来取行走时个别部件的运行状况和变化，再把数据放在一个储存器上，当赛车回维修站时，车队工作人员会把数据下载到系统附设的分析软件里。接着车队人员和车手便一同对那些经过整理的数据来作一详细分析。

一般来说，CLUB LEVEL 的系统会LOG大概十至十五个CHANNEL。包括引擎的转速，水和机油的温度和压力、车的行驶速度。直和横向的G FORCE度数，方向盘的角度和油门的开合时间等。大家不要看轻这些DATA。它可以把车手和车在跑道上的状态和表现完全揭露出来。而最重要的是系统可以把车手在驾驶时的每一个改变，如刹车的距离，TURN IN 的时间甚至是RACING LINE的选择对LAP TIME的影响。另一方面如车队有超过一名车手的DATA，便可以把两人的表现在电脑上作一个非常详细的比较，例如每一个弯角的刹车点，入弯与出弯的速度，而且还可看到不同车手在控制方向盘角度和油门加油时间时对出弯速度的影响。个别车手可以从中知道自己的弱点和怎样去改善，继而改善自己的表现。另一方面，车队人员亦可知道不同的SET UP ，如CAMBER（倾角）、TOe IN/OUT（束角）或避震器的软硬调校对LAP TIME的影响。而引擎和监视数据亦可令车队知道引擎的状态和很快的找出故障原因。

以上列举的只是系统的一小部分功能，要完全明白和充分选用整个系统所搜集的数据来改善车和车手的表现，是要经过一个很长时间的学习，所以车手们不要期望系统可以把自己的问题一下子便全部解决。

事实上在高层次的赛事如F1和BTCC、DATA LOGGING的应用更广泛和深入。在F1赛车上装有超过一百个的SENSOR（感应器），而监察的部件由最基本的水箱温度到最不可思议的车在高速运转时四个轮胎内的温度及气压的变化。由于系统的SAMPLING RATE（取样速度）达到每秒过千次。而且是REAL TIME TELEMETRY（即时传送）。因此车队人员可即时掌握赛车在跑道上的每一个细节。近年FIA禁止了相向的TELEMETRY，否则的话车队可以即时根据情况如气温。湿度和轮胎磨损状况甚至是赛车场上的风向，来调校正在跑道上的赛车，或用电脑来帮助驾驶那赛车，情况就像玩遥控车和PLAY STATION 一样，而车手则会成为一名乘客而已!

F1完全手册（18）赛车的电子设备

1989年，一级方程式赛车开始意识到电子技术对性能所起的重要作用，象主动悬架、牵引力控制装置、防抱死制动系统和自动变速器等设备，对驾驶舱中的车手

起着越来越重要的作用并成为对夺标日益关键的因素。1993年底，为了再次强调

驾驶技巧，国际汽车联合会宣布类似“辅助设备”为非法。目前，电子技术几乎

只是用于发动机管理的数据遥测。

[发动机电子管理装置]

电子测算器根据环境气温、大气压力和其他功能参数来保持稳定的混合气浓度和

调整燃油喷射和点火的时间。

[电动油门]

人们熟悉的油门钢丝拉线不仅占地方而且会伸长或折断。今天，越来越多地来用

一个更能逐步控制加速的系统，将指令转变为电子信号，由油门踏板传送到发动

机上去。

[电子辅助系统]

比赛规则允许有4个“车手辅助系统”，分管赛车性能或保证一切顺利运行。

[半自动变速器]

车手们再也不用从转向盘上撒手去换档了。他们只要用手指尖去拨弄一下两根小

杆就行了。离合器踏板只在起步挂一档时才用得上。

[遥测技术]

由于在赛车周围各个重要部位处装有传感器，遥测技术对选定的各个发动机和车

架数据不断地进行跟踪。技术人员利用无线电或软盘取出数据。

[监测]

遥测技术对发动机的50多个与压力和温度有关的数据进行连续不断的监测，并在

赛车每次经过修理站时用无线电转发到站里的计算机上去。这个系统使专业工程

师能保留一份发动机的逐圈“健康检查表”。

[电子听诊器]

通过装在赛车各个重要部位上的几十个传感器，实时地或在赛车每次经过修理站

的时候，将数据发送到修理站使工程师仍能不断地对车架和发动机进行观察。

[1989：变速器技术的最新革命]

1989年巴西大奖赛将作为在一级方程式比赛中第一次有一辆装有半自动变速器的

赛车夺标而载入史册。利用由约翰.巴纳德设计的一个变速器，尼杰尔.曼赛尔用

双手在赛程的任何阶段都不必离开转向盘。换档变成一件轻轻地拨一下转向盘背

面左右两侧的一两个开关的简单事情。这个电动液压转向系统很快就被所有车队

包括WILLIAMS、BENETTON和MCLAREN采用了。

[一级方程式赛车还是电子游戏？]

一级方程式赛车的高技术形象吸引了许多专门从事尖端技术的赞助人的注意。19

93年，日本电子游戏制造商SEGA与WILLIAMS车队携手合作。

F1完全手册（17）驾驶技术

一级方程式赛车是一只需要极为小心驾驭的粗野怪物。光是用大约800马力从后面推动，使它保持直线行驶就是一项高度精细的工作。最轻微的错误都会让车打转

甚至冲到跑道外面去。参加一级方程式车赛的车手，一般都有至少10年的比赛经

验。不管他们的车怎么样，基本的比赛驾驶技术----双手的放置位置、脚踏动作

、在什么地方制动、在什么地方开始拐弯----都是一样的。

[转两个急弯]

在通过两个急弯时，为了尽量不减速，车手们都要在两个弯角之间寻找一条最直

的路线，经过两个顶点进入直线路段，尽早加速。

[急弯]

为了不致在弯角的外面拐进太晚，车手们在直线路线将近大弯角就开始制动，受

过训练的车手其制动时间的把握都是差不多的。（当然有天才之称的大舒马赫和

哈基宁他们的制动区会更短一些），一般的，车手们不紧贴着弯道拐弯，为的是

要走一条尽可能直的路线以便转出来以后占据一个很快就能重新加速的位置。

[S形弯道]

若第一个弯比第二个弯要急，车手在第一个弯的顶点前面开始制动减速，一旦拐

了进去就立刻朝向下一个顶点开过去转过第二个弯。在第一个弯处减速后，他马

上就可以重新加速。

[达转]

打转是由于比赛路线不好、车速过快或车手重新加速过猛致使后轮突然丧失附着

力的结果。50公里的时速和250公里的时速同样容易引起达转。

[抄直道]

抄直道时必须十分小心，一般在直线路段上就要放慢车速。最要紧的是尽可能保

持冲劲。因此车手必须尽可能走直线，并尽量减少打转向盘的动作。

[双手把着转向盘]

转向盘从一头转到另一头只要转半圈，因此车手们千万不能撒手。即使是最急的

弯，只要翻一下手腕就足以把转向盘打到头了。在直路上，两手应在“1/4到3/4 圈”处，转小弯时，“内侧”的手把转向盘“往回拉”，转急弯时，两手可以叠

在一起把转向盘打到头。

[踩两次离合器]

早期的一级方程式赛车没有同步齿合器，因此车手在换入低档前必须踩两次离合

器，在赛车挂空挡时将油门关小。

[希尔：稳健]

达蒙.希尔开车时比较喜欢坐得直直的，而且他走的路线总是非常稳健、精确。他

很爱护他的赛车。因此，他在试车排位赛中常常能用一套轮胎飞快地跑完3圈。

[阿莱西：攻击精神]

阿莱西把手高高地放在转向盘上，低着头望前探，象是要把跑道吃掉似的。他制

动很晚，加速很早，总是不断变化，总是冲击。

[大舒马赫：真正的勇气和耐力]

他擅长拐急弯，这是他胜过对手的地方。他的秘诀？利用油门永远控制住他的赛

车达到平衡、极限！

F1完全手册（16）一级方程式赛车的调试

为了具备100%的竞赛能力，必须对一级方程式赛车进行仔细的调整或“调试”，以适应赛场的特点。每到一条新跑道或每次遇到天气变化，都要重新调试。一些

准备工作可以根据以往对场地取得的经验，在以前的赛季中记录的数据和计算机

模拟的结果，事先在基地进行，但总要在跑道上精细调试一次。调试赛车是一项

技术性工作，需要调整的部位，有时是这几个，有时是那几个，变化几乎是无穷

的，而且几乎所有的发动机和车架的部件都可以调整到适应每一条跑道的特定要

求。最大的困难在于鉴别需要做哪些调整来解决所遇到的问题，这就是有经验的

车手常常胜过新手的地方。

[一级方程式赛车上所有的东西都可调整]

从转向盘到发动机，从踏板到车轮角度，从离地间隙到空阻系数，一级方程式赛

车上的大部分零件都是可调的。那些不可调的零件可以更换！一般来说，在试车

期间，车手每次出去转3圈，每转完一次就停在修理站内与他的工程师交谈。所有

调整情况都要仔细地观察到，试车期过后，将发现的问题与用遥测技术打印出的

数据进行比较。

[前后轮的协调]

不足转向和过度转向的原因很简单，前者就是转弯时拐得太晚，后者是拐弯后加

速得太早，但有时候，原因比较复杂，可因调整不当而引起。前后轮向下的压力

不足、轮胎充气不足致使附着力小或差速器调整不正确都会使前后轮不大协调。

[轮胎压力]

为了获得最大的附着力，轮胎必须处于理想的工作温度，并且还要兼顾到轮胎压

力的影响。

[发动机]

发动机的电子控制单元（ECU）监督它本身的设定情况并自动对气压和环境温度等

参数进行调整。不过，车手还是能直接从驾驶舱调整喷入燃烧室中的空气、燃油

混合器的浓度。

[变速器]

档位应根据赛道的特点来选择。

[离地间隙]

赛车的离地间隙会影响前后轮的协调状况（不足转向或过度转向），并且可以用改变拉杆长度的方法进行调整。

[侧舱]

打开或关闭通向发动机的冷风通道可有助于降低或提高发动机的温度。

[悬架]

悬架调软或硬会显著地影响赛车的整体性能（转弯速度、延直道行驶的离地间隙、均衡制动甚至牵引力）

[制动器冷风通道]

到达制动器处的冷却空气的多少会影响它们的温度，从而影响他们的效率。今天的含石墨制动器在350-500摄氏度的温度下效率最高。

[前束和车轮外倾角]

不足转向和过度转向可通过调整前后轮的外倾角得到补偿。

[后翼板]

后轮的下压力可用调整后翼板的角度或尺寸来改变。

[前翼板]

改变前翼板的尺寸以改变前部的下压力，因此改变赛车前后轮的协调状况。

[雨天和晴天的调整不一样]

在雨天，对制动器和牵引力的要求最严格，而且要使功率在路面上得到充分的发挥。赛车一般跑得很快，但要将制动器和发动机的冷风通道全部或局部地盖住，使这些装置能更快地达到理想的工作温度。干燥天气时：离地间隙10毫米左右，用小翼板以减小阻力，硬弹簧，低轮胎压力，发动机冷风通道完全打开，使发动机保持理想工作温度，制动器的冷风通道完全打开，以冷却制动盘。潮湿天气时：高离地间隙以适应雨季用轮胎本身的加大的行程，加大翼板以提高向下的压力，使用软弹簧，较高的轮胎压力，部分阻挡发动机的冷风通道以帮助发动机达到理想工作温度，制动器管道被盖上以减弱对制动盘的冷却效果。

[流线型、经济性和高阻力系数]

象雷诺萨法娜那样的轿车的性能取决于它的车身线条的流畅程度。将车身外形作成流线型有助于降低燃油消耗量。一级方程式赛车的“无挡泥板”式的设计和它那调整下压力的翼板意味着它的阻力系数要比雷诺萨法娜差。

[吸在路面上]

一级方程式赛车的空气动力学特性使它能以高速度转弯，因为前后翼板帮助把它“粘住”在路面上。翼板可用改变其角度或在角端加一反作用片的方法加以调整。由下压力和高达每小时300公里的高速在赛车下面形成一个低压共同产生吸附作

用，这意味着赛车从理论上说可以驶过天花板。

F1完全手册(7)一级方程式赛车比较

雷诺的TWINGO型和SPIDER型汽车同威廉姆斯的一级方程式赛车都有哪些共同之处呢？答案是：四个轮子、一个转向盘和一台雷诺发动机，大概就是这些了。一级

方程式赛车要求在很短距离内跑得尽量快。大奖赛的距离约300公里，只要黑白格

子旗一摇，一级方程式赛车就算完成了任务。而雷诺TWINGO和SPIDER则必须顺利

地行驶10万公里以上。

[TWINGO、SPIDER、WILLIAMS-F1各数值比较]

[价格、尺寸]

TWINGO：1995年法国价格：59500法郎，长3430毫米，宽1630毫米。

SPIDER：1995年法国价格：200000法郎，长3800毫米，宽1830毫米。

威廉姆斯F1：1995年价格：约4000000法郎，长4200毫米，宽2000毫米。

[轮胎、发动机]

WILLIAMS-F1：后轮宽360毫米，高660毫米；前轮宽270毫米，高640毫米；发动机

10缸，

3000CC，约700马力。

SPIDER：后轮宽225毫米，高615毫米；前轮宽205毫米，高615毫米；发动机4缸1 998CC，150马力。

TWINGO：后轮宽145毫米，高540毫米；前轮宽145毫米，高540毫米；发动机4缸1 239CC，55马力。

[转弯性能]

在同一弯角（银石赛道的克勒布角），同一人驾驶（当时为COULTHAD驾驶），TW INGO拐过此弯时速为80公里每小时，SPIDER拐过此弯时速为110公里每小时，而W ILLIAMS-FW17拐过此弯时速为160公里每小时（现今的F1比赛也许还可能更快！）

[极速]

在空气中穿过时具有减速作用的宽体轮胎和翼板，使一级方程式赛车既快又灵敏

，而SPIDER的最高时速比WILLIAMS-F1低130公里每小时。据说在法国勒芒，一级

方程式赛车运动样车沿着有名的亨诺第尔直线跑道曾跑出超过400公里的时速。（

毕竟F1运动不只是拼极速的赛车运动，极速不能主宰一切）一般TWINGO极速为15

0公里每小时，SPIDER极速为210公里每小时，WILLIAMS-F1极速为340公里每小时

。

[加速度]

如果TWINGO、SPIDER和一级方程式赛车同时起步跑1公里路程，那么一级方程式赛

车用11秒就跑完全程，而同样时间内，SPIDER只能跑215米，TWINGO仅跑了105米

。SPIDER通过1公里的终点线要用27.5秒，TWINGO为36秒。（一般6档变速的F1赛

车从0-100公里花时不到2秒，而到200公里仅3秒的时间，油门踩至极速时需花10 秒的时间，这是相当惊人的）

[赛车制动]

由于一级方程式赛车重量轻，采用含石墨材料的制动盘和宽轮胎，它的制动性能

是无与伦比的。从100-0公里每小时的制动距离来看，TWINGO车完全停止要46米，SPIDER要37米，而

WILLIAMS-F1只需18米。

[燃料消耗]

一级方程式赛车发动机确实是个油老虎。在最高车速时，跑100公里需要80升汽油

，油耗是

TWINGO的8倍。大奖赛时，赛车在300公里内消耗约180升汽油。最高时速下的100 公里油耗：

WILLIAMS-F1为80升，SPIDER为26升，TWINGO为10.4升。

[功率重量比]

一级方程式赛车号称每750克重量有1马力。SPIDER每1马力需要推动5千克重量，

而TWINGO则为14千克。功率重量比大大有助于说明一级方程式赛车惊人的性能。

一辆WILLIAMS-F1赛车只有520千克重，包括5千克的法定配重物，车载电视摄象机

不包括在内。TWINGO：14.4千克/马力（790千克，55马力）；SPIDER：5.25千克

/马力（790千克，150马力）；WILLIAMS-F1：

0.743千克/马力（520千克，700马力）

[引擎最大功率]

一级方程式发动机制造商不太愿意透露其产品的准确功率数值。对于大马力发动

机来说，其最大功率约为700马力（1995年）。单纯就功率来说，它当然要影响一

级方程式赛车的最高车速，但衡量发动机性能还有其他指标，例如适应性或在整

个转速范围内功率的可用程度。一台瘦长的，或者过于庞大或笨重的发动机，都

会破坏与车架的匹配。然而，最大功率可能还是最易被人理解的基准。赛车的发

动机的排量为TWINGO汽车的2.5倍，而功率则是它的14倍。（现今F1引擎最大功率如FERRARI、MCLAREN车队都几乎超过了800马力，但其重量并没有增加，反而减少

了一些，可见这些一流的车队其技术力量的强大）

F1完全手册(6)燃料与轮胎

一级方程式赛车不使用普通汽车的轮胎和燃料。赛车的轮胎与一般轮胎截然不同

，用的燃料是类似与在加油站出售的混合油。尽管基本成分相同，但比赛用汽油

与普通汽油的配方是不同的，使之适应不同的赛车发动机的需要。性能好价钱就

不低，一升汽油的价格在1至2英镑之间，而轮胎要花费约700英镑。

[炼金术与性能]

一级方程式赛车所用燃料与在加油站买到的燃料相比，其成分是相同的，只是各

种成分的比例不同而已。常规燃料氧化物3%、环烷化合物3%、不饱和物8%、芳香

族化合物42%、石蜡与异石蜡44%。而F1赛车用燃料氧化物13%、环烷化合物3%、不

饱和物27%、芳香族化合物35%、石蜡与异石蜡22%。

[ELF一枝独秀]

F1世界锦标赛曾使用ELF的燃料。1995年，ELF赛车连续第5个赛季战胜他的对手。

从事研究工作的化学家里昂附近的索来兹实验室里，不仅为各种类型的发动机，

而且也为它们的变形发动机配置专用的燃料。这种高水平的研究工作对一般商用

燃料也直接有所裨益。事实上，符合一级方程式规则的大奖赛燃料非常接近在加

油站零售的燃料。

[激烈的竞争]

对于燃料公司来说，一级方程式比赛是树立公司形象的有效途径。1995年，5家公

司，即ELF、AGIP（后惨遭FERRARI单方违约，现FERRARI使用SHELL燃料）、SASO

L、BP和TOTAL供应比赛用油，它们之间的竞争和车队之间的竞争一样激烈。然而

自从1994年以来，爆发了另一场战争----润滑油之战。在单一的燃料开发受到国

际汽车联合会制止后，这些石油公司集中力量发展高性能发动机油和变速器油。

这对于坚持不懈致力于提高发动机转速的发动机制造商来说是一个新的助力。

[特种化合物]

自从本世纪初以来，轮胎技术有了长足的进步。当时的轮胎就是在帆布条上包上

一层橡胶，这种非常坚硬的轮胎往往会断成一段一段。如今，橡胶生产中所用的

精确化学配方是严格保密的但主要成分包括橡胶、碳黑、油、硫磺和其他添加剂

。

[性能温度]

一级方程式赛车的轮胎在温度为100摄氏度左右时对路面的附着力最大。这就是为

什么把轮胎装到车上前必须用一种特殊的加热器将轮胎预热，即使这样，也还必

须跑上一整圈才能使轮胎达到最佳状态。每一次在修理站停车时，技术人员都要

检查轮胎的温度。

[从普通轮胎到特制的轮胎]

比赛用特制轮胎的开发，其历史并不很长。首次使用这种轮胎是1957年在美国DA

YTONA的赛场，1962年才开始普遍采用。

[潮湿与干燥]

一级方程式赛车轮胎的化学成分只要求达到一个目的，就是在各种路面条件下都

能提供最大的附着力。1995年GOODYEAR公司的光滑轮胎采用从A（硬）到D（极软

）的四种不同化合物。天气潮湿时有第五种轮胎可供选用，其特点是质地非常柔

软，且胎面花纹能在时速高达300公里时每秒排水26升。一级方程式轮胎没有内胎

，其压力通常为1至1.4巴（1巴=100千帕）。从1999赛事组委会取消了光面胎一律

采用四槽纹轮胎，其规格为前轮宽270MM，高640MM，后轮宽360MM，高660MM，且

每条槽纹宽14MM，深2MM。

[平斑]

制动时抱死的车轮会使轮胎遭受不能修复的损伤。质地柔软的橡胶材料会立即过

热并粘在跑道上，结果在轮胎表面形成所谓的平斑。

F1完全手册（1）一级方程式赛车的制造

制造一级方程式赛车要经过一个漫长而复杂的过程。从开始设计到第一次试车需要6-10个月的

时间。在这一过程中计算机起着主要作用，计算机的容量和模拟软件使工程师们能够估算出赛车的性能。然而，在那些能够自己生产90%的零部件的超现代化工厂里，机器还没有完全取代人的技能。至今还没有一个机器人能够弯出与发动机相连的排气管。

[模拟速度]：制造赛车前，先用缩小的比例模型在风洞中做实验，每小时300公里的风速，模拟赛车在跑道上的速度。

[高度安全措施]：制图室和车间被看守得象银行一样严密。基地戒备森严，用围墙围起来，有报案人员巡逻，夜间灯火通明，以保证机密不外泻。

[一级方程式赛车生产的六个阶段]：1、在喷漆之前，先将层状的碳素纤维板做成的车壳在真空炉内焙烧；2、将发动机牢固地安装在车的后部；3、车壳一侧的边舱遮住散热器；4、变速器组装后就与发动机连接成为一体（需工作20小时）；5、安装横臂、悬架、制动器和后转动装置；6、装上翼板、车身和车轮。赛车终于能启动了。只有变速器和发动机的电子管理系统留待赛车就要开走之前才安装。

[车队主要组成人员]：1、技术主任，开发与工程负全面责任；2、机械师，对其车手进行全面机械工程处理；3、比赛工程师，负责比赛时赛车的技术问题；4、设计室经理，负责设计室的组织工作；5、空气动力工程师，负责空气动力研究；6、复合材料部主任，负责管理复合材料部，在复合材料领域采用最新技术；7、机械加工车间主任，负责机械加工车间的日常管理工作；8、电子工程师，负责记录并输入赛车的全部数据；9、油漆与装饰，负责车身工艺，并按赞助者意图在适当部位喷漆和印制喷字与图案。他们9人代表了一级方程式赛车生产的各个行业。这些老资格的工程技术人员在车队技术主任指导下工作，这位主任可谓是真正的“赛车之夫”。越来越多地采用复杂的技术促使车队直接从一流的技术与航空院校补充工程师。

[赛车车身质材]；1、碳素夹层板，为制造车壳，复合材料专家把铝制蜂窝结构夹在两块碳素纤维板之间，然后在真空炉中使之聚合，结果这种板材比普通铝板重量轻1倍，强度高1倍。2、诺梅克斯（NOMEX）蜂窝结构，诺梅克斯蜂窝结构用于车壳的狭窄部分，例如鼻锥形车头。虽然刚性不如铝，但它较轻，柔性好，容易加工

方程式赛车的分类学

一级方程式赛车是方程式赛车家族中最具代表性、最具魅力的比赛，而在其之外还有CART、

F3000、F3等3级比赛。所以完全有必要对方程式赛车进行以下讲解，以免以后在电视中看到别的级别的比赛而大叫为什么没有Michael Schumacher？

1.Formula one

方程式比赛的最高点，也是所有摩托体育的最高点。不仅仅是比赛本身，而且是时代的最先进、最尖端汽车工业技术博览会。

2.CART

是可与Formula one相提并论的方程式比赛。论速度，CART比赛时最高时速可达到400公里左右，高于Formula one。但是在弯道等赛车综合能力面要求不如Formula one苛刻。两者之间，无论在赛车上还是在比赛上都有着很大的差异，所以也较难比较。赛车特征为车身用铝合金

加碳素纤维制成，成本要低于一级方程式赛车。使用燃料非石油，而是甲醇，燃火点低，排出废气低于一级方程式赛车，万一失火可有水灭是其优点。但是该燃料缺点是，成本高和失火时难以用肉眼判断。使用引擎为排气量为2650cc、8缸。

3.Formula 3000

与一级方程式赛车比赛的风格一脉相承，根据国际汽联FIA的3000规则而举办、进行的比赛。其中最为引人注目的是Formula日本，该比赛在日本国内进行，因允许外籍选手参加且奖金高，故以其比赛之激烈而闻名。最近几年，由该赛事出世的车手中最为有名的是Schumacher兄弟。有人称该赛事是车手进军一级方程式赛车世界的前哨战。赛车主要特征为限制引擎最高转速

9000rpm。

4.Formula 3

方程式赛中最低级的比赛，可谓有兴趣就可以参加。年青车手在这里锻炼收益，几乎全部的一级方程式车手都从这里走向世界。如果你想先人一步了解某位未来的车手，以便日后有机会炫耀一番的话，就请密切注意Formula 3的比赛。赛车特征为引擎排气量为2000cc、4缸，各车队使此类引擎达到200马力。在各国比赛之后，优秀年青车手将汇聚一堂进行3站公式比赛。其中澳门站比赛最为注目，堪称F3中的摩洛哥站。在该站比赛中活跃的车手几乎都能进入一级方程式比赛，等于是一级方程式的资格选拔赛。

一级方程式赛车使用特别的燃料吗？

不。使用无铅(绿色)汽油，类似普通加油站的汽油，它必须符合欧共体严格的环保标准。曾有一个时期，一级方程式赛车使用混有碳氢化合物的特别燃料。

FIA现在规定使用普通汽油有两大目的，一是促使石油公司研制出高性能的汽油，从而使普通汽车也能受益；二是减少污染。

大学生方程式赛车使用材料分析

大学生方程式赛车使用材料分析 摘要：本论文主要内容为大学生方程式赛车正在普及中国的高校，在参赛队伍的努力下，这项比赛正在给中国的汽车制造业注入活力。对于参赛者而言，对汽车材料知识的学习非常重要，因为通过对车架、车身、轮胎、油气系统材料选择以及优化可以极大提高赛车的整体性能下文，将会对现在的方程式赛车的整体车结构的材料进行分析以及对于参赛者材料选择重要性的论述。 Abstract: the main content of this thesis is to popularize Chinese for college students of Formula One racing college, in the team's efforts, this game is to Chinese automobile manufacturing industry infuse vigor.The contestants, to automotive materials knowledge learning is very important, because the frame, body, tires, oil and gas system in material selection and optimization can greatly improve the overall performance of the car below, will be on the present formula car integral structure material for analysis and material selection for contestants in the exposition of the importance. 中国大学生方程式汽车大赛（以下简称“FSAE”）是中国汽车工程学会及其合作会员单位在学习和总结美、日、德等国家相关经验的基础上结合中国国情精心打造的一项全新赛事。我们大学生参与其中主要意义在于通过动手实践增强理论知识，为我国的汽车工业发展输送高素质的人才。在参与FASE中，对于赛车的设计固然重要，但是对于赛车材料的选择同样是重中之重。通过对材料的准确把握，设计制造出合格的赛车，是FASE的灵魂。而灵魂的重要性值得所有参与其中的人认真研究。 首先我们从车架说起。车架是是构起赛车的基本，车架是车辆的主体结构，为其他部件，如悬架、发动机、座椅、踏板、传动装置等提供安装的位置，并承受所有部件传来的力。所以我们说，对于车架材料的选择非常重要，因为它决定了赛车的稳定性。对因为于大学生来讲，设计的赛车从简单以及可行性来考虑，多采用空间衍架结构，设计制造简单便宜，并且发生碰撞后可以很容易的检修。

大学生方程式赛车设计——转向系统

赛车转向系统是用于改变或保持赛车行驶方向的专门机构。起作用是使赛车在行驶过程中能按照车手的操纵要求而适时地改变其行驶方向，并在受到路面传来的偶然冲击及赛车意外地偏离行驶方向时，能与行驶系统配合共同保持赛车继续稳定行驶。因此，转向系统的性能直接影响着赛车的操纵稳定性和安全性。对赛车的行驶安全至关重要，因此赛车转向系统的零件都称为保安件。赛车转向系统和制动系统都是赛车安全必须要重视的两个系统。当转动赛车方向盘时，车轮就会转向。为了使车轮转向，方向盘和轮胎之间发生了许多复杂的运动。最常见的赛车转向系统的工作原理包括：齿条齿轮式转向系统和循环球式转向系统。当赛车转向时，两个前轮并不指向同一个方向。要让赛车顺利转向，每个车轮都必须按不同的圆圈运动。由于内车轮所经过的圆圈半径较小，因此它的转向角度比外车轮要大。如果对每个车轮都画一条垂直于它们的直线，那么线的交点便是转向的中心点。转向拉杆具有独特的几何结构，可使内车轮的转向度大于外车轮。赛车转向系统分为两大类：机械转向系 统和动力转向系统。a机械转向 系统：完全靠车手手力操纵的转 向系统。b动力转向系统：借助 动力来操纵的转向系统。动力转 向系统又可分为液压动力转向系 统和电动助力动力转向系统。机 械转向系以车手的体力作为转向 能源，其中所有传力件都是机械 的。机械转向系由转向操纵机构、 转向器和转向传动机构三大部分 组成（如图）。车手对转向盘施 加的转向力矩通过转向轴输入转 向器。从转向盘到转向传动轴这 一系列零件即属于转向操纵机构。作为减速传动装置的转向器中有级减速传动副。经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向横拉杆，再传给固定于转向节上的转向节臂，使转向节和它所支承的转向轮偏转，从而改变了赛车的行驶方向。这里，转向横拉杆和转向节属于转向传动机构。。 转向操纵机构由方向盘、转向轴、转向管柱等组成，它的作用是将车手转动转向盘的操纵力传给转向器。机械转向器(也常称为转向机)是完成由旋转运动到直线运动(或近似直线运动)的一组齿轮机构，同时也是转向系中的减速传动装置。常用的有齿轮齿条式、循环球曲柄指销式、蜗杆曲柄指销式、循环球-齿条齿扇式、蜗杆滚轮式等。齿条齿轮式齿轮组被包在一个金属管中，齿条的各个齿端都突出在金属管外，并用横拉杆连在一起。小齿轮连在

大学生方程式赛车制动系统设计和优化

大学生方程式赛车制动系 统设计和优化 Prepared on 22 November 2020

摘要 Formula SAE比赛由美国车辆工程师学会（SAE）于1979年创立，每年在世界各地有600余支大学车队参加各个分站赛，2011年将在中国举办第一届中国大学生方程式赛车，本设计将针对中国赛程规定进行设计。 本说明书主要介绍了大学生方程式赛车制动的设计，首先介绍了汽车制动系统的设计意义、研究现状以及设计目标。然后对制动系统进行方案论证分析与选择，主要包括制动器形式方案分析、制动驱动机构的机构形式选择、液压分路系统的形式选择和液压制动主缸的设计方案，最后确定方案采用简单人力液压制动双回路前后盘式制动器。除此之外，还根据已知的汽车相关参数，通过计算得到了制动器主要参数、前后制动力矩分配系数、制动力矩和制动力以及液压制动驱动机构相关参数。最后对制动性能进行了详细分析。 关键字：制动、盘式制动器、液压

Abstract Formula SAE race was founded in 1979 by the American cars institute of Engineers every year more than 600 teams participate in various races around the world,China will hold the first Formula one for Chinese college students,the design will be for design of the provisions of the Chinese calendar. This paper mainly introduces the design of breaking system of the Formula of all,breaking system's development,structure and category are shown,and according to the structures,virtues and weakness of drum brake and disc brake analysis is done. At last, the plan adopting hydroid two-backway brake with front disc and rear , this paper also introduces the designing process of front brake and rear break,braking cylinder,parameter's choice of main components braking and channel settings and the analysis of brake performance. Key words:braking,braking disc,hydroid pressure

大学生方程式赛车悬架系统设计

大学生方程式赛车悬架系统设计 中国大学生方程式汽车大赛，在XX年开始举办，至XX 年已举办三届，大赛目的是为了提高大学生汽车设计与团队协作等能力，而华南农业大学XX年才组队设计赛车，现在还没有派队参加比赛，本文初步探讨SAE赛车悬架设计的方案，为日后华南农业大学参赛打下基础。 本课题的重点和难点 1、根据整车的布置对FSAE赛车悬架的结构形式进行的选择。 2、对前后悬架的主要参数和导向机构进行初步的设计。 3、用Catia或Proe建立悬架三维实体模型。 4、在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能。 5、悬架设计方案确定后的优化改良。优化的方案一：用ADAMS/Insight进行优化，以车轮的定位参数优化目标，以上下横臂与车架的铰接点为设计变量进行优化。优化的方案二：轻量化，使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，强度校核，优化个部件结构，受力情况。 1、查阅FSAE悬架的设计。 2、运用Pro/E或者Catia进行零件设计和仿真建模，设计出悬架的雏形。 3、在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能。 4、用ADAMS/Insight进行优化，改善操纵稳定性。

5、使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，优化个部件结构及轻量化。 悬架设计流程如下： 首先要确定赛车主要框架参数，包括：外形尺寸、重量、发动机马力等等。 确定悬架系统类型，一般都会选用双横臂式，主要是决定选用拉杆还是推杆。 确定赛车的偏频和赛车前后偏频比。 估计簧上质量和簧下质量的四个车轮独立负重。 根据上面几个参数推算出赛车的悬架刚度和弹簧的弹性系数。 推算出赛车在没有安装防侧倾杆之前的悬架刚度初值，并计算车轮在最大负重情况下的轮胎变形。 计算没安装防侧倾杆时赛车的横向负载转移分布。 根据上面计算数值，选择防侧倾杆以获得预想的侧倾刚度和 LLTD。最后确定减振器阻尼率。 上面计算和选型完成后，再重新对初值进行校核。 运用Pro/E或者Catia进行零件设计和仿真建模，设计出悬架的雏形。在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能，并用ADAMS/Insight进行优化分析。 使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，

FASE方程式赛车传动设计报告

传动部分 1 发动机 1.1 发动机的选择： 根据大赛规则，驱动赛车的发动机必须采用四冲程、排量610CC一下的活塞式发 1.2 发动机的固定 采用六点固定，具体固定情况如下图： 2 传动系基本参数的确定： 2.1变速箱的基本参数： 2.2 根据功率平衡方程： 确定赛车的最高车速。 式中：P e——发动机有效输出功率 G——重力 η ——传动效率 T ?——滚动阻尼系数

u a ——最高车速 i——坡度 C D ——风阻系数 A——迎风面积 δ——旋转质量换算 m——质量 根据最高车速的定义得：i=0,du/dt=0 其中:加装限流阀后P e=51.45KW；G=2940N；ηT=0.85；C D=0.25；A=0.746m2； 滚动阻尼系数由经验公式：f=f0+f1v 100+f4(v 100 )4可算出 查表后取：f0=0.01；f1=0.00027；f4=0.0012； 由此求得：u a=118km/h。 2.3确定传动比 根据公式： u a=0.377rn i g i o i c 式中：u a=118km/h；r=0.2667m；n=9000rpm；i g=1.272；i c=1.822；求得：i o=3.3 2.4 链条的选择 2.5大链轮的计算 因为小链轮齿数Z1=15且ic=Z2 Z1 所以: 大链轮齿数：Z 2 =49 分度圆直径：d= p sin(180°/z) =12.7 sin180°49 ? =198.22mm 齿顶圆直径：d a=p(0.54+cot180° z ) =204.67mm 齿根圆直径：d f=d?d1=190.30mm 2.6 链速的确定 由公式v= znp 60×1000 得 v=14.37m/s

大学生方程式赛车悬架设计

大学生方程式赛车悬架设计 加布里埃尔·德·波拉爱德华多 圣保罗大学摘要 独立完成一次大学生方程式赛车的悬架设计。首先分析赛规，通常，赛规会对悬架的最小行程和轴距作出限制，并且给出本次设计所要达成的最终目的，除此之外还会评判出得分最高的一个团队。本文会讨论到轮胎的运动，并详细分析前后悬架的拉杆不等长的摆臂。维度论是基于CAD的尺寸限制发展出来的。在总的力与时间的图上分析了暂态稳定、控制和操纵性能。在分析运动学和动力学时创建了多体模型。该模型能模仿侧翻，驾驶和操纵并且能进行几何调整，使得弹簧和阻尼器实现其性能。 前言 美国汽车工程师学会举办的大学生方程式汽车大赛激励学生 们去设计、制作一个小的方程式风格的赛车，并参加比赛。竞争的基础是假设一个公司集合了一个工程师团队来制造一个小的方程式赛车。第一步是分析赛事规则，赛规限制悬架系统的最小轮距为50mm，轴距大于1524mm。FSAE悬架工作在一个狭窄的车辆动力学范围，这是由于赛道尺寸决定的有限过弯速度，140公里每小时为最高速度和60公里每小时为转弯最高速度。比赛的动态部分包括15.25m的直径防滑垫，91.44m的加速项目，0.8km的越野赛，44km耐力赛。 设计目标已经给定并且会评判出得分最高的十个团队。悬架系统的几何部分集中在一些悬架设计理念和亮点的基本领域。因此，

FSAE悬架设计应该集中在竞赛的限制因素方面。例如，车辆轮距宽度和轴距是决定汽车操纵性设计成功与否的关键因素。这两个尺寸不仅影响重量传递还影响转弯半径。设计目标是首先满足赛则，其次降低系统重量，创造最大的机械抓地力，提供快速响应，准确的传输驱动程序的反馈，并能调节平衡。 轮胎和车轮 悬架设计过程中采用了“由外而内”的方法，先选择满足赛车要求的轮胎，然后设计悬架以适应轮胎参数。短的比赛时间和低速的比赛项目都要求轮胎快速达到其工作温度。轮胎对于车辆操纵性很重要，设计团队应当充分地调查轮胎尺寸及可用的化合物材料。轮胎的尺寸在这一阶段的设计中很重要，因为在确定悬架的几何结构之前，轮胎的尺寸必须已知。例如，一个给定了车轮直径的轮胎高度决定，如果轮胎内部被组装起来了，下球接头应当离地面多近。 设计者应当意识到提供对于给定车轮直径的轮胎尺寸的数量是有限的。因此，考虑到轮胎对于汽车操纵性的重要性，选择轮胎的过程应当有条不紊。由于轮胎在地面上的部分对抓地力有很大的影响，有时希望使用宽的轮胎，增加牵引力。然而，切记宽的轮胎使回转质量增加，而这又使FSAE发动机的加速受到限制。 相比较使用宽轮胎而引起的牵引力的增加，这些增加的回转质量也许会对整车的性能产生更大的损害。宽轮胎不仅增大质量，而且使受热的橡胶数量增加。因此比赛用的轮胎必须设计成在某一特定的

大学生方程式赛车使用材料分析

大学生方程式赛车使用材料分析 机械工程学院 1116150107 包俊 中文摘要：本篇论文介绍了大学生方程式赛车所用的材料，主要从车身材料，底盘材料以及车轮材料三个方面介绍。材料是方程式赛车的基础，必须具有优良的性能。其中，车身材料主要采用的是碳纤维，它具有轻盈，抗冲击的性能；赛车底盘则采用蜂窝铝材和碳纤维合成的复合材料，其具有机械强度高,耐温性好,耐腐蚀性好等性能；而车轮材料则比较复杂，会根据比赛赛道的不同选用不同的轮胎，有的软，有的硬，每场比赛所使用的轮胎成分差别很大，但是其外框主要是尼龙和聚酯纤维的复杂编织物。 English Abstract: This paper introduces the formula of materials used for college students, mainly from the body material, material of the chassis and wheel material is introduced from three aspects. Material is a Formula One racing based, must have excellent performance, which, the body material is the main use of carbon fiber, it has a light, shock resistant performance; racing chassis uses the titanium alloy material, which has high mechanical strength, good temperature resistance, good corrosion resistance and other properties; while the wheel material more complex, depending on the race track choose different tires, some soft, some hard, every game the used tire composition varies greatly, but the frame is mainly nylon and polyester fiber complex woven fabric. 中国大学生方程式汽车大赛（简称“中国FSAE”）是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。各参赛车队按照赛事规则和赛车制造标准，在一年的时间内自行设计和制造出一辆在加速、制动、操控性等方面具有优异表现的小型单人座休闲赛车，能够成功完成全部或部分赛事环节的比赛。而本文则主要对其车身所用材料展开探究，赛车主要由车身，底盘和轮胎构成，下面就从这三方面来分别详细地介绍其所用材料和性能特点。 车身材料：碳纤维 车身是一辆赛车的主体部分，其重要性不言而喻，而赛车对于速度的追求则理所当然地要求车身材料必须具有轻盈的特点。而作为赛车手的屏障，其又必须具有良好的抗冲击性能，这两种看似矛盾的要求必须在一种材料中体现，似乎有些困难，而碳纤维材料则很好地符合了这两样要求。碳纤维，又称碳化纤维，泛指一些以碳纤维编织或多层复合而成的材料。因为它又轻又坚硬，所以它的用途很广泛。碳纤维在汽车领

方程式赛车转向系统设计毕业设计论文 精品

河南科技大学毕业设计（论文） 题目方程式赛车前、后悬架及 转向系统设计（转向系统）

方程式赛车前、后悬架及转向系统设计（转向系统） 摘要 赛车转向系的设计对赛车转向行驶性能、操纵稳定性等性能都有较大影响。在赛车转向系设计过程中首先通过转向系统受力计算和UG草图功能进行运动分析，确定转向系的传动比，确定了方向盘转角输入与轮胎转角输出之间的关系；运用空间机构运动学的原理,采用Matlab软件编制转向梯形断开点的通用优化计算程序,确定汽车转向梯形断开点的最佳位置,从而将悬架导向机构与转向杆系的运动干涉减至最小；然后采用UG运动分析的方法,分析转向系在转向时的运动,求解内外轮转角、拉杆与转向器及转向节臂的传动角、转向器的行程的对应关系,为转向梯形设计及优化提供数据依据。 完成结构设计与优化后我们对转向纵拉杆与横拉杆计算球铰的强度与耐磨性校核以及对一些易断的杆件进行了校核计算，确保赛车有足够的强度与寿命。完成了对转向轻便性的计算，我们计算了转向轮的转向力矩M ， 转 以及转向盘回转总圈数n，以确认是否达到赛车规则中转向盘上作用力p 手 所规定的要求以及转向的灵活性与轻便性。最后我们建立三维模型数据进行预装配，在软件上检查我们设计的转向系是否存在干涉等现象以及检查我们的转向系是否满足我们的设计要求，对我们的设计进行改进。我们还计划采用adams柔性体单元建立转向系统模型，以提高模型仿真优化的精确度。 关键词：赛车，转向，UG，转向梯形，运动分析，齿轮齿条

The design of Formula front and rear suspension and steering system (steering system) ABSTRACT Steering System Design of a car has a significant impact of driving performance, steering stability. In the car design process, first through the steering force calculations and the UG kinetic analysis we determine the ratio of steering system, the relationship between the wheel angle input and output; The principles of spatial mechanism kinetics and a related optimization program by using Matlab are applied to the calculation of the spatial motion of the ackerman steering linkage. By using the method,the interference between suspension guiding mechanism and steering linkage is minimized; then UG kinetic analysis is used to analysis the motion of steering system when turning and calculating the corresponding relation between the turning angle of inside and outside wheels, the transmission angle of steering linkage and steering box or steering linkage and track-rod, and steering box stroke. And it provides a theoretical basis for designing and optimizing the steering trapezoidal mechanism. After the work we calculate the ball joints tie rod strength and wear resistance, and some calculations was made on some dangerous bars, to ensure the car has enough strength and life. After carrying out a complete calculation of the portability, we calculate the torque of the wheel, the force of steering wheel on the hands and the total number of turns , to meet the requirements in the car ruls. Finally, we set up pre-assembled three-dimensional model data, checking the steering we designed whether there is interference phenomena and to examine whether our steering meet our design requirements, to improve our design. We also plan to use adams flexible body element to establish steering system model to improve the accuracy of simulation and optimization models. KEY WORD：FSAE，UG, steering trapezoid, motion analysis, rack and pinion

大学生方程式赛车队员培养规划

锐狮电动方程式赛车队人员培养规划 2018.5.04 一、指导思想 社会是人才需求的提出方和最终的决定者，并长期处于市场主导地位。为了缩短毕业生的磨合期，提高学生能力，高校通过修正培养目标及培养计划、提供实践平台等方式以满足社会的需求；学生为了以后能尽快适应工作岗位，可以在在校期间，通过丰富理论知识、增加实践过程来完善自己。 大学生方程式赛车项目，是学生理论与实践相结合的平台，为培养学生的专业技能和团队协作能力奠定了基础。上海工程技术大学锐狮电动方程式赛车队提供了该项目的岗位培训与实践平台，该项目要求大学生团队在一年内完成一辆方程式赛车的设计、加工、组装、调试，并通过营销报告、设计报告、成本报告全方位锻炼学生能力，同时通过团队的管理、财务的运营、车队宣传交流及商业赞助协恰提高了学生管理、财务、交流、商务等方面能力，符合上海工程技术大学面向生产一线培养优秀人才的办学宗旨和建设现代化特色大学的办学理念，适应了我国社会、经济和工程技术发展对高等工程技术人才的需求。 二、培养目标 上海工程技术大学锐狮电动方程式车队面向全校各专业，培养具有扎实的理论基础，掌握工业设计、工程制图、工业制造、电子电工、商务营销、项目管理、财务会计等理论知识和实践能力的专才和全才。培养能够担任车队运营、发展任务的战略人才。培养具有零部件设计、生产工艺、成本控制、产品试验及质量控制等工程实践能力，具有良好的团队合作精神、创新意识和创业精神，具备适应现代行业快速发展的优良专业素养，能够在企业从事管理、财务、商务、设计、制造、研发、测试、质量控制等工作的工程应用型人才。 三、培养方案 1.各组根据各组培养规划进行组内培训，车队按期举办全体培训。 2.队员以各组培养规划为纲领，结合个人分工，自学为主，车队培训为辅。 3.通过学习完成知识体系构建，形成自主学习意识，并能够将理论与实践相结合。 四、能力要求 1. 工程知识：能够利用工程基础理论和专业知识解决一般工程问题。 2. 问题分析：能够应用自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献分析复杂工 程问题，并获得有效结论。 3. 设计/开发解决方案：能够设计针对优化问题的解决方案，设计满足方程式赛车需求的系统、 零部件，熟悉项目整套运营方案，并能够在设计环节中体现创新意识。 4. 研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与 解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。 5. 使用现代工具：能够针对复杂工程问题，选择与使用恰当的技术、资源、工具和软件，包括 对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。 6. 个人和团队：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。 7. 沟通：能够就复杂工程问题与相关负责人进行有效沟通，包括撰写设计报告和成本报告、陈 述发言或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。 8. 项目管理：理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。 9. 文件处理：能够按照规范编写各种文件，能够与正规公司进行邮件的接洽交流。 10.自主学习：大学不是填鸭式教育，也不可能靠督促来学习，但人与人之间的差距往往就在自 主学习中拉开，所以要具有自主学习的意识，能够根据目标快速学习并应用。

2019中国大学生方程式汽车大赛

中国大学生方程式汽车大赛 参赛确认回执

参赛免责条款 车队自愿参加年中国大学生方程式系列赛事。承诺遵守赛事规则及社会相关法律法规的要求，充分了解安全用电、用火知识和组委会相关规定，强化队员自我保护意识。在备赛及参赛的过程中，由车队队员造成的不符合各项安全准则和规定的事故、引起的纠纷及造成的一切后果由车队及学校承担。 若出现暴雨、飓风.泄洪、地震等极端气候或灾害而停止或暂停比赛，车队将以队员安全为重、服从现场管理者的指挥。

注：（以下提示文字可以删除） .只有经过审核满足要求的车队才可以进行正式报名，即只有“报名车队”才能下载到此参赛确认回执。 .请下载此参赛确认回执的车队，仔细完整地填写上方回执。第二页提示文字可以删除，并保存成文件，于年月日前上传至赛事管理系统。 .报名车队请于年月前将报名费电汇至收款账户，对公汇款请务必在汇款备注处写明：报名费。个人汇款请务必在汇款备注处写明学校，如:吉大报名费，并将汇款凭据以照片或者截图等方式留存。若在规定时间内未缴纳报名费的车队将自动失去参赛资格。（缴费时间为年月日年月日）汇款凭据文件命名为：车号学校名称赛事代码汇款凭据文件，并保存成文件（文件大小<），上传至赛事管理系统。. 组委会秘书处收到报名费后个工作日内核实车队实际的缴费情况与参赛确认回执和报名费提交凭证提交情况。实

际缴费情况为已缴费，该车队则成为年正式参赛车队。最终将以公告的形式公示正式参赛队名单。 注意：文件名称不符合规定或提交位置错误，均视为未提交。截止日期前未正确提交的相应文件的车队将自动失去参赛资格。 中国大学生方程式汽车大赛官网 赛事管理系

方程式赛车转向系统设计(转向系统)

毕业设计（论文） 题目大学生方程式赛车设计(转向器设计) 2013年 5 月 30 日

方程式赛车转向系统设计（转向系统） 摘要 赛车转向系的设计对赛车转向行驶性能、操纵稳定性等性能都有较大影响。在赛车转向系设计过程中首先通过转向系统受力计算和UG草图功能进行运动分析，确定转向系的传动比，确定了方向盘转角输入与轮胎转角输出之间的角传动比为3.67；运用空间机构运动学的原理,采用Matlab软件编制转向梯形断开点的通用优化计算程序,确定汽车转向梯形断开点的最佳位置,从而将悬架导向机构与转向杆系的运动干涉减至最小；然后采用UG运动分析的方法,分析转向系在转向时的运动,求解内外轮转角、拉杆与转向器及转向节臂的传动角、转向器的行程的对应关系,为转向梯形设计及优化提供数据依据。 完成结构设计与优化后我们对转向纵拉杆与横拉杆计算球铰的强度与耐磨性校核以及对一些易断的杆件进行了校核计算，确保赛车有足够的强度与寿命。完成了对转向轻便性的计算，我们计算了转向轮的转向力矩M转，转向盘上作用力p手以及转向盘回转总圈数n，以确认是否达到赛车规则中所规定的要求以及转向的灵活性与轻便性。最后我们建立三维模型数据进行预装配，在软件上检查我们设计的转向系是否存在干涉等现象以及检查我们的转向系是否满足我们的设计要求，对我们的设计进行改进。 关键词：赛车，转向，UG，转向梯形，运动分析，齿轮齿条

The design of Formula front and rear suspension and steering system (steering system) ABSTRACT Steering System Design of a car has a significant impact of driving performance, steering stability. In the car design process, first through the steering force calculations and the UG kinetic analysis we determine the ratio of steering system, the relationship between the wheel angle input and output; The principles of spatial mechanism kinetics and a related optimization program by using Matlab are applied to the calculation of the spatial motion of the ackerman steering linkage. By using the method,the interference between suspension guiding mechanism and steering linkage is minimized; then UG kinetic analysis is used to analysis the motion of steering system when turning and calculating the corresponding relation between the turning angle of inside and outside wheels, the transmission angle of steering linkage and steering box or steering linkage and track-rod, and steering box stroke. And it provides a theoretical basis for designing and optimizing the steering trapezoidal mechanism. After the work we calculate the ball joints tie rod strength and wear resistance, and some calculations was made on some dangerous bars, to ensure the car has enough strength and life. After carrying out a complete calculation of the portability, we calculate the torque of the wheel, the force of steering wheel on the hands and the total number of turns , to meet the requirements in the car rules. Finally, we set up pre-assembled three-dimensional model data, checking the steering we designed whether there is interference phenomena and to examine whether our steering meet our design requirements, to improve

大学生方程式赛车设计(传动及最终传动系统设计)

大学生方程式赛车设计（传动及最终传动系统设计） 摘要 汽车传动系统的基本功用是将发动机输出的动力传递给驱动车轮，传动系统对整车的动力性和设计中一个重要的组成部分。本文主要研究的是FSAE方程式赛车传动系统的燃油经济性有很大的影响，故传动系统参数的确定是汽车设计，基于我院LS Racing车队三年来的比赛经验和设计理念，对赛车的传动系统进行优化和改造。本赛车选用的是铃木CBRR600四缸发动机，差速器是选用德雷克斯勒限滑差速器（Drexler），根据发动机的特性参数、档位比和差速器的工作原理，选择合适的链传动比，计算链条的参数，设计差速器固定支架，合理的布置整个传动系统。针对传动系统各组成部件，采用ANSYS有限元分析软件对零部件进行强度校核，优化结构使其达到质量轻、强度高的目标。 关键字：FSAE，差速器选型，德雷克斯勒限滑差速器，传动系 I

Formula SAE of china (transmission and final drive system) ABSTRACT The basic function of auto transmission system is transfer engine power to drive wheels .The transmission system has a great influence in dynamic performance .So the parameter of drive system is one of the important part in automobile design .The article mainly research is drive system design of FSAE racing car. The car drive system optimization and transformation is based on LS Racing team competition experience and design concept in the past three years .The racing car engine is choose SUZUKI GSX-R600 have four cylinder engine .The differential is choose Drexler limited slip differential. According to the characteristics of the engine parameters, gear ratio and differential working principle ,that choose the right chain transmission ratio, calculation chain parameters, design the differential fixed bracket, reasonable arrangement of the drive system. Aimed at the transmission system components, use the ANSYS finite element analysis to check intensity of the parts, that optimize structure enables it to achieve light weight, high strength goal. KEY WORD：FSAE, Differential selection, Drexler limited slip differential, the ANSYS finite element analysis

大学生方程式赛车

大学生方程式赛车

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辂般舫駐要辭酸戢醐连翩艇对点 麻曰龊聽gmsw, 毓贿跆 有 力的魏予阪?乜 车架规则总体要求 SOfumia \ 上冊的MS/iWM 申何的樋|肪撞杠 阪沖的侧斷曲H 大学生方程式的赛车主要是使用桁架式结构的钢管车架和复合材料的单体壳结构这两种。 ni 1} 工 * fTJr 车架基本结构 :砂￡＞ 雹 每一支车队的车架结构中都需要尽可能多的使用三角结构 ，点对点，符合力学要求

例如防滚架是赛车对车手安全保护的一个最重要的安全屏障 ，当赛车发生翻滚时必须保 护 车手的 头■部 和腿部 不与地 面接触，因 此规则 会有硬 性设计 要求。 驾驶舱空间要求 驾驶舱内部横载面 为了保证驾驶员的逃生空间和腿部空间，规则还限宦了 驾 驶舱最小开口和驾驶舱内部横截面的空间要求。 基于大赛规则和人机工程，对车架的数据尽可能多的采集足够的数据 ，为后期的三维模型 的建立提供数据支持 、熟读规则，模型搭建获取设计基本参数 由于赛车必须车轮外露和座舱敞开（方程式赛车式样），因此赛车的安全性必 须得到保证。所以采用钢管作为赛车的框架结构的赛车必须符合赛会对钢管材料 的要求、管径厚度、结构形式等要求。 规则对结构的要求 对于这农册啲要求援证车羽S#辍生鳩或 耐，车手 的头課身体曲和地面发生雖 从 而民证车手的安 全， 薜醉栗的?!边購触必须由车手（车手以正常驾 删魁）两赂跌删毗 驾驶舱幵口 连删轩头跚 甜到车手头虽的 距离至＞ ■

赛车还需要适合从第5百分位的女性到第95百分位的男性车手驾驶，因此需要搭接模型进行数据采集。在性能和舒适性方面需要做出取舍，数据需要不断调整。 二、使用三维软件进行建模和分析 在有限元软件中进行静力分析、优化及模态，得出车架扭转刚度，在满足车架安全和使用 的条件下对车架结构进行优化和轻量化。 三、定位模具和焊接 由于方程式车架的设计比较紧凑，许多零部件的安装位置极限，因此对焊接精度要求

大学生方程式赛车悬架设计

前言 1.1目的与意义 悬架通过吸收车辆振动来改善乘坐舒适度错误！未找到引用源。。悬架运动学特性是一些悬架结构参数随车轮跳动的变化规律, 与悬架的导向机构有关.。这些参数的变化会使车轮的地面附着情况及滚动趋向发生变化, 进而影响车辆的动力性、制动性和操纵稳定性等性能错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。。双横臂悬架系统常用在后轮驱动的汽车中，双横臂独立悬架是现代汽车常用的结构形式，特别是在赛车上得到了广泛的应用，其设计好坏对操纵稳定性、平顺性和安全性有着重要的影响错误！未找到引用源。。操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度, 而且也是决定汽车高速安全行驶的一个主要性能。 FSAE赛车悬架系统进行设计的目的与意义，在于探讨悬架运动学参数的变化规律，为赛车调试提供理论依据。确保赛车具有良好的操纵稳定性和行驶平顺性。确保所设计悬架在车队赛车上运用的可行性和可靠性。 1.2 赛事概述 1.2.1 赛事简介 中国大学生方程式汽车大赛（以下简称"FSAE"）是中国汽车工程学会及其合作会员单位，在学习和总结美、日、德等国家相关经验的基础上，结合中国国情，精心打造的一项全新赛事。 FSAE活动由各高等院校汽车工程或与汽车相关专业的在校学生组队参加。FSAE 要求各参赛队按照赛事规则和赛车制造标准，自行设计和制造方程式类型的小型单人座休闲赛车，并携该车参加全部或部分赛事环节。比赛过程中，参赛队不仅要阐述设计理念，还要由评审裁判对该车进行若干项性能测试项目。 在比赛过程中，参赛队员能充分将所学的理论知识运用于实践中。同时，还学习到组织管理、市场营销、物流运输、汽车运动等多方面知识，培养了良好的人际沟通能力和团队合作精神，成为符合社会需求的全面人才。 1.2.2 赛事意义 目前，中国汽车工业已处于大国地位，但还不是强国。从制造业大国迈向产业强国已成为中国汽车人的首要目标，而人才的培养是实现产业强国目标的基础保障之一。