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黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
摘 要
RL7050H0總布置設(shè)計(jì)是在中國(guó)大學(xué)生方程式汽車(chē)大賽的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。首先通過(guò)充分準(zhǔn)備和綜合分析，選擇一個(gè)合理的整車(chē)方案，并經(jīng)過(guò)一定的程序?qū)⑵涠ㄏ聛?lái)。方案確定后，進(jìn)行準(zhǔn)確布置和計(jì)算，并為各總成下一步開(kāi)展的工作打好基礎(chǔ)、準(zhǔn)備條件、提出要求并與各專(zhuān)業(yè)組協(xié)同完成全部的設(shè)計(jì)，共同實(shí)現(xiàn)整車(chē)的總目標(biāo)。
汽車(chē)總布置設(shè)計(jì)參考同類(lèi)車(chē)型有關(guān)數(shù)據(jù)作為借鑒，重新選定各總成部件，重新布置。提出汽車(chē)的長(zhǎng)、寬、高、軸距等控制尺寸，軸荷的分布范圍以及動(dòng)力總成、散熱器、前后懸架、傳動(dòng)軸與車(chē)輪等輪廓尺寸和位置，初步確定新車(chē)型的設(shè)計(jì)硬點(diǎn)。從而保證所設(shè)計(jì)的汽車(chē)不僅在預(yù)定的使用條件下具有良好的使用性能、重量輕、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、效率高、經(jīng)濟(jì)性好，制造簡(jiǎn)單，便于維修?？偛贾迷O(shè)計(jì)在整車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中起到非常重要的作用。
關(guān)鍵詞：總布置設(shè)計(jì)；方程式賽車(chē)；總成匹配；車(chē)型；控制尺寸
ABSTRACT
RL7050H0 Layout Design Formula cars in the Chinese university students on the basis of competition. First, through the full preparation and comprehensive analysis of vehicle to select a reasonable solution, and after certain procedures to be laid down. Plan was finalized, the exact layout and calculation, and the next step for the assembly to lay the foundation work in preparation for the conditions, request and coordination with the professional group to complete all of the design together to achieve the overall objective of the vehicle.
General layout of car design reference data as a reference on similar models, re-selected parts of the assembly, re-arranged. Proposed vehicle length, width, height, wheelbase and other control dimensions, axle load distribution range and power train, radiator, front and rear suspension, drive shafts and wheels outline size and location of initial hard to determine the design of new models point. Designed to ensure the car is not only the intended conditions of use with good performance, light weight, long life, simple structure, onvenient operation, high efficiency, good economy, manufacturing is simple and easy maintenance. Layout design in the vehicle development process play a very important role.
Key words：The layout design；Formula car；Assembly matching；Models；Control dimensions
II
目 錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 FSAE方程式研究現(xiàn)狀 1
1.2 FSAE方程式目的、依據(jù)和意義 2
第2章 總布置設(shè)計(jì)準(zhǔn)備及整車(chē)型式選擇 4
2.1 總布置設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備 4
2.1.1 市場(chǎng)調(diào)研 4
2.1.2 樣車(chē)分析 5
2.1.3 制定設(shè)計(jì)目標(biāo) 6
2.2 整車(chē)型式的選擇 6
2.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的種類(lèi)和布置型式 6
2.2.2 駕駛室的型式 8
2.2.3 輪胎的選型 10
2.2.4 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)型式的選擇 11
2.2.5 制動(dòng)器型式的選擇 13
2.2.6 懸架布置形式 16
2.2.7 差速器型式的選擇 18
2.3 本章小結(jié) 20
第3章 新車(chē)型主要目標(biāo)參數(shù)的初步確定 21
3.1 幾個(gè)主要“目標(biāo)參數(shù)”的確定 21
3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率及其轉(zhuǎn)速 21
3.3 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩及其轉(zhuǎn)速 22
3.4 傳動(dòng)系速比的選擇 22
3.4.1 最小傳動(dòng)比的選擇 23
3.4.2 最大傳動(dòng)比的選擇 24
3.4.3 變速器檔位數(shù)的選擇 25
3.5 本章小結(jié) 25
第4章 尺寸參數(shù)與質(zhì)量參數(shù)的初步確定 26
4.1 轎車(chē)的級(jí)別與載荷確定 26
4.2 轎車(chē)主要參數(shù)的確定 26
4.2.1 駕駛員單元 26
4.2.2 整車(chē)外形尺寸的確定 29
4.3 本章小結(jié) 30
第5章 各總成的匹配及總布置圖繪制 31
5.1 各相關(guān)總成的匹配 31
5.1.1 車(chē)身總布置設(shè)計(jì) 31
5.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)總布置設(shè)計(jì) 31
5.1.3 轉(zhuǎn)向節(jié)、車(chē)輪總成與前制動(dòng)器總成的布置設(shè)計(jì) 31
5.2 整車(chē)總布置圖繪制 32
5.2.1 整車(chē)布置的基準(zhǔn)線(xiàn) 32
5.2.2 總布置圖繪制的基本原則 33
5.3 本章小結(jié) 33
第6章 主要總成的布置及其硬點(diǎn)概述 34
6.1 各總成的布置 34
6.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系的布置 34
6.1.2 駕駛室及懸架的布置 35
6.1.3 車(chē)架總成外形及轉(zhuǎn)向系的布置 36
6.1.4 制動(dòng)系及進(jìn)、排氣系統(tǒng)的布置 36
6.2主要總成硬點(diǎn)概述 37
6.2.1 整車(chē)設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 37
6.2.2 總體設(shè)計(jì)方案及主要硬點(diǎn) 37
6.3 本章小結(jié) 41
第7章 運(yùn)動(dòng)校核 42
7.1 輪胎運(yùn)動(dòng)校核 42
7.2 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置與懸架共同工作校核 42
7.3 制動(dòng)力匹配校核 42
7.3.1 制動(dòng)力匹配基本理論公式 42
7.3.2 RL7050H0賽車(chē)制動(dòng)力匹配校核 43
7.4 本章小結(jié) 45
結(jié)論 46
參考文獻(xiàn) 47
致謝 49
附錄A 50
附錄B 70
第1章 緒 論
1.1 FSAE方程式研究現(xiàn)狀
近年來(lái)，汽車(chē)技術(shù)突飛猛進(jìn)，方程式賽車(chē)也逐步被大多數(shù)人所了解，F(xiàn)ormula SAE，是由各國(guó)SAE，即汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)舉辦的面向在讀或畢業(yè)7個(gè)月以?xún)?nèi)的本科生或研究生舉辦的一項(xiàng)學(xué)生方程式賽車(chē)比賽，要求在一年的時(shí)間內(nèi)制造出一輛在加速、剎車(chē)、操控性方面有優(yōu)異的表現(xiàn)并且足夠穩(wěn)定耐久，能夠成功完成規(guī)則中列舉的所有項(xiàng)目業(yè)余休閑賽車(chē)。自1981年創(chuàng)辦以來(lái)，F(xiàn)SAE已發(fā)展成為每年由7個(gè)國(guó)家（美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞、日本、意大利、德國(guó)及巴西）舉辦的9場(chǎng)賽事所組成，并有數(shù)百支來(lái)自全球頂級(jí)高校的車(chē)隊(duì)參與的青年工程師盛會(huì)。
SAE方程式（Formula SAE）系列賽源于1978年。第一次比賽于1979年在美國(guó)波斯頓舉行，13支隊(duì)伍中有11支完賽。當(dāng)時(shí)的規(guī)則是制作一臺(tái)5馬力的木制賽車(chē)。SAE方程式（Formula SAE）系列賽將挑戰(zhàn)本科生、研究生團(tuán)隊(duì)構(gòu)思、設(shè)計(jì)與制造小型具有越野性能的方程式賽車(chē)的能力。為給車(chē)隊(duì)最大的設(shè)計(jì)彈性和自我表達(dá)創(chuàng)意和想象力的空間，在整車(chē)設(shè)計(jì)方面將會(huì)限制很少。賽前車(chē)隊(duì)通常用8至12個(gè)月組的時(shí)間設(shè)計(jì)、建造、測(cè)試和準(zhǔn)備賽車(chē)。在與來(lái)自世界各地的大學(xué)代表隊(duì)的比較中，賽事給了車(chē)隊(duì)證明和展示其創(chuàng)造力和工程技術(shù)能力的機(jī)會(huì)。
2009年中國(guó)國(guó)產(chǎn)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)分別為1379.10萬(wàn)輛和1364.48萬(wàn)輛，首次成為世界汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)第一大國(guó)。汽車(chē)從中國(guó)人眼中的奢侈品到代步工具，到躍居世界汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量第一的頭把交椅，中國(guó)只用了短短十年時(shí)間。回顧十年來(lái)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)的突飛猛進(jìn)，一浪高過(guò)一浪的市場(chǎng)消費(fèi)力，驅(qū)使中國(guó)一躍成為全球最大的汽車(chē)消費(fèi)大國(guó)，而非真正意義上的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)。中國(guó)汽車(chē)工業(yè)一直是在借鑒和應(yīng)用，國(guó)外汽車(chē)一百多年來(lái)成熟的技術(shù)和制造工藝一路走來(lái)，而缺乏自主創(chuàng)新研發(fā)新技術(shù)的能力和人才培育。
中國(guó)大學(xué)生方程式汽車(chē)大賽（以下簡(jiǎn)稱(chēng)"FSAE"）是中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)及其合作會(huì)員單位，在學(xué)習(xí)和總結(jié)美、日、德等國(guó)家相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國(guó)國(guó)情，精心打造的一項(xiàng)全新賽事。我國(guó)從2006年起開(kāi)始組建FSAE車(chē)隊(duì)。湖南大學(xué)、上海交通大學(xué)、廈門(mén)理工大學(xué)與同濟(jì)大學(xué)自2007年至2009年共參加了在美國(guó)和日本舉辦的4場(chǎng)FSAE賽事，獲得了多個(gè)單項(xiàng)獎(jiǎng)及新秀獎(jiǎng)。為搭建國(guó)內(nèi)優(yōu)秀汽車(chē)人才的選拔平臺(tái)，培養(yǎng)和提高汽車(chē)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)，2010年第一屆中國(guó)FSAE由中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)、中國(guó)二十所大學(xué)汽車(chē)院系、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的汽車(chē)傳媒集團(tuán)——易車(chē)（BITAUTO）聯(lián)合發(fā)起舉辦。中國(guó)FSAE秉持“中國(guó)創(chuàng)造擎動(dòng)未來(lái)”的遠(yuǎn)大理想，立足于中國(guó)汽車(chē)工程教育和汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，吸收借鑒其他國(guó)家FSAE賽事的成功經(jīng)驗(yàn)，打造一個(gè)新型的培養(yǎng)中國(guó)未來(lái)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者和工程師的交流盛會(huì)，并成為與國(guó)際青年汽車(chē)工程師交流的平臺(tái)。中國(guó)FSAE致力于為國(guó)內(nèi)優(yōu)秀汽車(chē)人才的培養(yǎng)和選拔搭建公共平臺(tái)，F(xiàn)SAE要求各參賽隊(duì)按照賽事規(guī)則和賽車(chē)制造標(biāo)準(zhǔn)，自行設(shè)計(jì)和制造方程式類(lèi)型的小型單人座休閑賽車(chē)，并攜該車(chē)參加全部或部分賽事環(huán)節(jié)。比賽過(guò)程中，參賽隊(duì)不僅要闡述設(shè)計(jì)理念，還要由評(píng)審裁判對(duì)該車(chē)進(jìn)行若干項(xiàng)性能測(cè)試項(xiàng)目，通過(guò)全方位考核，提高學(xué)生們的設(shè)計(jì)、制造、成本控制、商業(yè)營(yíng)銷(xiāo)、溝通與協(xié)調(diào)等五方面的綜合能力，全面提升汽車(chē)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)，為中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)行長(zhǎng)期的人才積蓄，促進(jìn)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)從“制造大國(guó)”向“產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)”的戰(zhàn)略方向邁進(jìn)。
1.2 FSAE方程式目的、依據(jù)和意義
汽車(chē)總布置設(shè)計(jì)是新車(chē)型開(kāi)發(fā)的第一道工序，而新車(chē)型總體方案的確定是總布置設(shè)計(jì)的第一步。首先通過(guò)充分準(zhǔn)備和綜合分析，選擇一個(gè)合理的整車(chē)方案，并經(jīng)過(guò)一定的程序?qū)⑵涠ㄏ聛?lái)。方案確定后，進(jìn)行準(zhǔn)確布置和計(jì)算，并為各總成下一步開(kāi)展的工作打好基礎(chǔ)、準(zhǔn)備條件、提出要求并與各專(zhuān)業(yè)組協(xié)同完成全部的設(shè)計(jì)，共同實(shí)現(xiàn)整車(chē)的總目標(biāo)。一種新車(chē)型的投產(chǎn)，除產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程外，還要做大量的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，如投入資金設(shè)備廠房、人員及制定一整套相關(guān)工藝等。這些都是為了保證整車(chē)能夠穩(wěn)定的大量的投入生產(chǎn)，并確保其整車(chē)性能和質(zhì)量能被客戶(hù)接受，所以整車(chē)總體方案和全部設(shè)計(jì)內(nèi)容，也直接決定著工廠的投入。因此，總布置工作——方案選擇、布置、和計(jì)算，都是非常重要的，而且是不可缺少的。做好整車(chē)設(shè)計(jì)工作，必須做好以下兩點(diǎn)：第一、要能準(zhǔn)確地分析市場(chǎng)形勢(shì)、了解客戶(hù)的心理狀態(tài)、車(chē)輛使用特點(diǎn)，熟悉工廠的生產(chǎn)條件，以便真正確定出合理的整車(chē)方案；第二、要有獨(dú)立工作的能力。因?yàn)榉桨复_定后，實(shí)現(xiàn)該方案的所有布置、計(jì)算及整車(chē)的開(kāi)發(fā)工作，基本上是由一個(gè)人來(lái)完成，所以要求設(shè)計(jì)者工作不應(yīng)該有任何失誤，否則會(huì)造成反工和浪費(fèi)，甚至失掉搶占市場(chǎng)的機(jī)會(huì)。因此要求設(shè)計(jì)者必須具有嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、細(xì)致、負(fù)責(zé)的精神，在整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中能協(xié)調(diào)和解決各方面問(wèn)題和矛盾，使設(shè)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。總布置工作雖然以完成全部圖紙及技術(shù)文件資料來(lái)標(biāo)志著階段性的結(jié)束，但還應(yīng)該進(jìn)行整車(chē)裝配圖的校核工作，即利用已完成的全部圖紙或三維數(shù)模進(jìn)行全面的細(xì)致的整車(chē)裝置的圖面及運(yùn)動(dòng)校核，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，使設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題消除在試制和試裝車(chē)之前?？偛贾迷O(shè)計(jì)在整車(chē)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，占有非常重要的位置，必須認(rèn)真做好這項(xiàng)工作。
目前，中國(guó)汽車(chē)工業(yè)已處于大國(guó)地位，但還不是強(qiáng)國(guó)。從制造業(yè)大國(guó)邁向產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)已成為中國(guó)汽車(chē)人的首要目標(biāo)，而人才的培養(yǎng)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)目標(biāo)的基礎(chǔ)保障之一。
此次對(duì)大學(xué)生方程式賽車(chē)的總體布置進(jìn)行設(shè)計(jì)，其目的主要有：
一是重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)、成本控制能力和團(tuán)隊(duì)溝通協(xié)作能力，使學(xué)生能夠盡快適應(yīng)企業(yè)需求，為企業(yè)挑選優(yōu)秀適用人才提供平臺(tái)；
二是通過(guò)設(shè)計(jì)交流創(chuàng)造學(xué)術(shù)競(jìng)爭(zhēng)氛圍，為師生之間、同學(xué)之間提供良好的交流平臺(tái)，進(jìn)而推動(dòng)學(xué)科建設(shè)的提升；
汽車(chē)總體布置設(shè)計(jì)是新車(chē)型開(kāi)發(fā)的第一道工序，其在提高和檢驗(yàn)汽車(chē)行業(yè)院校學(xué)生的綜合素質(zhì)，為汽車(chē)工業(yè)健康、快速和可持續(xù)發(fā)展積蓄人才,對(duì)增進(jìn)產(chǎn)、學(xué)、研三方的交流與互動(dòng)合作等方面具有十分廣泛的意義。
第2章 總布置設(shè)計(jì)準(zhǔn)備及整車(chē)型式選擇
2.1 總布置設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備
2.1.1 市場(chǎng)調(diào)研
市場(chǎng)調(diào)研是制定商品規(guī)劃的前提和基礎(chǔ)，企業(yè)為了獲取對(duì)外部環(huán)境的認(rèn)識(shí)，需要設(shè)置專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)，不斷地進(jìn)行認(rèn)真、細(xì)致和規(guī)范的市場(chǎng)調(diào)查和預(yù)測(cè)。
調(diào)研工作可以分為市場(chǎng)普查和專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查。
市場(chǎng)普查：可參與每年進(jìn)行的市場(chǎng)情況調(diào)查，包括國(guó)內(nèi)外制造廠家的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)生產(chǎn)銷(xiāo)售國(guó)家政策地方規(guī)定、社會(huì)車(chē)輛運(yùn)轉(zhuǎn)情況統(tǒng)計(jì)、營(yíng)運(yùn)費(fèi)用、管理維修、車(chē)輛性能、可靠性、壽命及備件供應(yīng)等，從而掌握國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)情況、變化規(guī)律、發(fā)展趨勢(shì)、用戶(hù)的使用和需求狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)需求和預(yù)測(cè)未來(lái)。
專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查：參加為開(kāi)發(fā)某車(chē)型而專(zhuān)門(mén)進(jìn)行的市場(chǎng)調(diào)查，明確調(diào)查目標(biāo)，細(xì)化調(diào)研提綱，對(duì)整車(chē)總成性能參數(shù)必須有初步的設(shè)想后，再對(duì)使用者和使用現(xiàn)場(chǎng)逐項(xiàng)進(jìn)行的了解、找出差異，特別重點(diǎn)調(diào)研有關(guān)技術(shù)難點(diǎn)——性能要求、結(jié)構(gòu)處理、特殊用途或要求等。
調(diào)研的方法主要是通過(guò)聽(tīng)問(wèn)看和測(cè)試手段，達(dá)到預(yù)期目的，通過(guò)研究思考達(dá)到完善和創(chuàng)新，形成一個(gè)比較完整的方案。
中國(guó)FSAE賽車(chē)總體設(shè)計(jì)要求：
1．賽車(chē)構(gòu)造
賽車(chē)必須是裸露式車(chē)輪和敞開(kāi)式駕駛艙（方程式車(chē)型），以及四個(gè)車(chē)輪不能在一條直線(xiàn)上。
2．車(chē)身
從車(chē)的前端到主防滾架或者防火墻的這段空間里，除了駕駛艙必須的開(kāi)口，車(chē)體上不允許有其他的開(kāi)口。允許在前懸架處有微小的開(kāi)口。
3．軸距
賽車(chē)必須有至少1525mm（60英寸）的軸距。軸距是指在車(chē)輪指向正前方時(shí)同一側(cè)兩車(chē)輪與地面的接觸點(diǎn)之間的距離。
4．輪距
賽車(chē)較小的輪距（前輪或后輪）必須不小于較大輪距的75%。
5．可視性
檢查表格上所有的條目必須在不使用工具，比如內(nèi)窺鏡或是鏡子的情況下清楚地呈現(xiàn)給技術(shù)檢察官看。呈示時(shí)可以拆卸車(chē)身外板或提供可拆卸的可見(jiàn)套件。
2.1.2 樣車(chē)分析
選同類(lèi)型的樣車(chē)，作為設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)的目標(biāo)車(chē)型。第一屆FSAE北京理工大學(xué)參賽賽車(chē)，如圖2.1,2.2所示：
圖2.1 北京理工大學(xué)參賽賽車(chē)后視圖
圖2.2 北京理工大學(xué)參賽賽車(chē)側(cè)視圖
??北京理工大學(xué)參賽賽車(chē)車(chē)身尺寸為：長(zhǎng)2868mm、寬1450mm、高1048mm，軸距1650mm，前輪輪距為1250mm，后輪輪距為1200mm，車(chē)身小巧，最小轉(zhuǎn)彎半徑為3m。整備質(zhì)量也為208kg，前后軸荷比被設(shè)計(jì)成46:54。10英寸KEIZER鋁合金輪轂，與規(guī)格為18*6-10（R25B）的Hoosier方程式熱熔胎相搭配。駕駛艙內(nèi)裝有薩波爾特(Sabelt)的五點(diǎn)式安全帶。CF188自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，排量為493cc，最大功率可達(dá)32kw，引擎最高轉(zhuǎn)速可達(dá)7000rpm，極速為135km/h，百公里加速時(shí)間5.2s。前后懸結(jié)構(gòu)采用的是雙橫臂式、四輪盤(pán)式制動(dòng)、傳動(dòng)方式為鏈條傳動(dòng)、后驅(qū)動(dòng)輪（該車(chē)為后輪驅(qū)動(dòng)）設(shè)有對(duì)稱(chēng)錐齒輪式差速器，而與發(fā)動(dòng)機(jī)相搭配的是一臺(tái)CVT無(wú)級(jí)變速器。車(chē)身是由4130鋼材焊接而成的，車(chē)架之間的焊接加工工藝采用的是二氧化碳保護(hù)焊，如圖2.3所示。前后willwood caliper ps1雙活塞卡鉗，可在保證足夠的制動(dòng)力同時(shí)大幅減小制動(dòng)總成質(zhì)量。
圖2.3 車(chē)架
2.1.3 制定設(shè)計(jì)目標(biāo)
RL7050H0賽車(chē)主要應(yīng)用于FSAE比賽，對(duì)于各總成部件要求符合比賽規(guī)則。為了使RL7050H0賽車(chē)能夠在賽事中取得優(yōu)異的綜合測(cè)評(píng)，要求其在動(dòng)態(tài)項(xiàng)目中，賽車(chē)必須保持其機(jī)械性能完整性。能夠順利的完成加速性測(cè)試，8字繞環(huán)測(cè)試，高速避障測(cè)試，燃油消耗測(cè)試和耐久測(cè)試。并要將制造成本控制到最低。
2.2 整車(chē)型式的選擇
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)整車(chē)型式進(jìn)行方案分析，主要包括以下幾個(gè)部分：
（1）發(fā)動(dòng)機(jī)的種類(lèi)和型式
（2）軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)型式
（3）車(chē)頭和駕駛室的型式及發(fā)動(dòng)機(jī)與前軸的位置關(guān)系
（4）輪胎的選擇
2.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的種類(lèi)和布置型式
驅(qū)動(dòng)賽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)必須為四沖程、排量610cc以下。第一年中國(guó)FSAE大賽，發(fā)動(dòng)機(jī)統(tǒng)一采用贊助單位提供的發(fā)動(dòng)機(jī)，可以在規(guī)則的限制范圍內(nèi)改造發(fā)動(dòng)機(jī)。
CF188（500cc）四氣門(mén)ATV專(zhuān)用發(fā)動(dòng)機(jī)（如圖2.4所示）是春風(fēng)控股集團(tuán)有限公司根據(jù)國(guó)內(nèi)外ATV車(chē)生產(chǎn)廠家對(duì)大型ATV車(chē)專(zhuān)用發(fā)動(dòng)機(jī)特有使用要求專(zhuān)門(mén)全新研發(fā)的四氣門(mén)無(wú)極變速ATV專(zhuān)用發(fā)動(dòng)機(jī)。既保持了春風(fēng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命長(zhǎng)、動(dòng)力強(qiáng)、聲音輕、省油、環(huán)保等五大特點(diǎn)，又利用春風(fēng)水冷機(jī)的特點(diǎn)解決了沙灘車(chē)大扭矩低車(chē)速長(zhǎng)期工作情況下對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻要求。
單缸水冷四氣門(mén)四沖程化油器發(fā)動(dòng)機(jī)，具有前后軸傳動(dòng)輸出，電和手拉兩種起動(dòng)方式，帶發(fā)動(dòng)機(jī)易起動(dòng)減壓功能，CVT自動(dòng)無(wú)極變速，帶下坡發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，帶停車(chē)變換的發(fā)動(dòng)機(jī)體內(nèi)一體化高檔、低檔、空檔、停車(chē)檔、倒檔和檔位顯示，帶車(chē)速里程輸出，帶汽車(chē)式易更換機(jī)油濾；還可以根據(jù)廠家需要選擇配套4x4車(chē)、4獨(dú)立懸架的前后橋和所有傳動(dòng)軸，可以電控方式方便的進(jìn)行4x2、4x4、前橋差速鎖死的變換，ECU點(diǎn)火器帶危險(xiǎn)工況的保護(hù)功能，還可以選裝空濾器、散熱器、風(fēng)扇等。
圖2.4 CF188發(fā)動(dòng)機(jī)外形尺寸圖
發(fā)動(dòng)機(jī)：CF188（500CC）
缸徑×行程：87.5×82
最大功率：24kW/6500r/min
點(diǎn)火方式：無(wú)觸點(diǎn)、CDI直流點(diǎn)火
外形尺寸（長(zhǎng)x寬x高）：610×587.5×519（mm）
發(fā)動(dòng)機(jī)形式：?jiǎn)胃?、四沖程、水冷、四氣門(mén)、頂置式凸輪軸、單平衡軸
壓縮比：10.2:1
最低燃油消耗率(g/kw.h )：340
潤(rùn)滑方式：壓力飛濺潤(rùn)滑
啟動(dòng)方式：?電起動(dòng)/手拉起動(dòng)
2.2.2 駕駛室的型式
駕駛室與發(fā)動(dòng)機(jī)、前軸的布置位置，可組成不同的布置結(jié)構(gòu)，形成不同的整車(chē)外型，對(duì)使用性能也有一定的影響。
方案一：發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)（FF）
這種布置型式為微型、普通級(jí)和中級(jí)轎車(chē)所廣泛采用。
與后輪驅(qū)動(dòng)的乘用車(chē)相比較，前輪驅(qū)動(dòng)乘用車(chē)的前橋軸荷大，有明顯的不足轉(zhuǎn)向性能；因?yàn)榍拜喪球?qū)動(dòng)輪，所以越過(guò)障礙的能力高；主減速器和變速器裝在同一個(gè)殼體內(nèi)，動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)緊湊，且不需要在變速器與主減速器之間設(shè)置傳動(dòng)軸，車(chē)內(nèi)地板凸包高度降低，有利提高乘坐舒適性；發(fā)動(dòng)機(jī)布置在軸距外時(shí)，汽車(chē)的軸距可以縮短，因而有利于提高汽車(chē)的機(jī)動(dòng)性；汽車(chē)的散熱器布置在汽車(chē)前部，散熱條件好，發(fā)動(dòng)機(jī)可以得到足夠的冷卻；行李箱布置在汽車(chē)后部，固有足夠大的行李箱空間；容易改裝為客貨兩用車(chē)或救護(hù)車(chē)；供暖機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，且因管路短而供暖效率高；發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器與駕駛員位置近，所以操縱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單；發(fā)動(dòng)機(jī)橫置時(shí)能縮短汽車(chē)的總長(zhǎng)，加上取消了傳動(dòng)軸等因素的影響，汽車(chē)消耗的材料明顯減少，使整備質(zhì)量減輕；發(fā)動(dòng)機(jī)橫置時(shí)，原主減速器的錐齒輪需要用圓柱齒輪取代，這又降低了制造難度，同時(shí)在裝配和使用時(shí)也不必進(jìn)行齒輪調(diào)整工作，此時(shí)，變速器和主減速器可以使用同一種潤(rùn)滑油。
前輪驅(qū)動(dòng)并轉(zhuǎn)向需要采用等速萬(wàn)向節(jié)，其結(jié)構(gòu)和制造工藝均復(fù)雜；前橋負(fù)荷較后軸重，并且前輪又是轉(zhuǎn)向輪，故故前輪工作條件惡劣，輪胎壽命短；上坡行駛時(shí)因驅(qū)動(dòng)輪上的附著力減小，汽車(chē)爬坡能力降低，特別是在爬越泥濘的坡路時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪容易打滑并使汽車(chē)喪失操縱穩(wěn)定性；由于后軸負(fù)荷小而且制動(dòng)時(shí)軸荷要前移，后輪容易抱死并引起汽車(chē)側(cè)滑；當(dāng)發(fā)動(dòng)橫置時(shí)受空間限制，總體布置工作困難，維修與保養(yǎng)時(shí)的接近性變差；一旦發(fā)生正面碰撞事故，因發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件損失較大，維修費(fèi)用高。
方案二:：發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)（FR）
汽車(chē)的傳統(tǒng)布置形式，常為中高級(jí)及高級(jí)轎車(chē)所采用。
軸荷分配合理，因而有利于提高輪胎的使用壽命；前輪不驅(qū)動(dòng)，因而不需要采用等速萬(wàn)向節(jié)，這有利于減少制造成本；操縱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單；采暖機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，且管路供暖效率高；發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻條件好；上坡行駛時(shí)，因驅(qū)動(dòng)輪上的附著力增大，故爬坡能力強(qiáng)；改裝為客貨兩用車(chē)或救護(hù)車(chē)比較容易；有足夠大的行李箱空間；因變速器與主減速器分開(kāi)，故拆裝、維修容易；發(fā)動(dòng)機(jī)的接近性良好。
因?yàn)檐?chē)身地板下方有傳動(dòng)軸，所以地板上有凸起的通道，并使后排座椅中部座墊的厚度減薄，影響乘坐舒適性；汽車(chē)正面與其他物體發(fā)生碰撞時(shí)，易導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入客廂，會(huì)使前排乘員受到嚴(yán)重傷害；汽車(chē)的總長(zhǎng)、軸距均較長(zhǎng)，整車(chē)整備質(zhì)量增大，同時(shí)影響到汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。
方案三：發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)（RR）
這種布置在微型汽車(chē)和小型轎車(chē)上曾得到廣泛使用，但現(xiàn)在轎車(chē)上已很少采用。
動(dòng)力總成布置成一體而使機(jī)構(gòu)緊湊，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)后置，汽車(chē)前部高度有條件降低，改善駕駛員視野；同時(shí)排氣管不必從前部向后部延伸，加上可以省掉傳動(dòng)軸，故可向內(nèi)地板凸包只需要有較低的高度用來(lái)容納操縱機(jī)構(gòu)的桿件和加強(qiáng)地板剛度即可，這就改善了后排座椅中間座位乘員出入的條件；整車(chē)整備質(zhì)量??；乘客座椅能夠布置在舒適區(qū)域；上坡行駛時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)輪上的附著力增加，爬坡能力提高；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)布置在軸距外時(shí)軸距短，汽車(chē)機(jī)動(dòng)性能好。
后軸負(fù)荷重，使汽車(chē)具有過(guò)多轉(zhuǎn)向傾向，操縱性變壞；前輪附著力小，高速行駛時(shí)轉(zhuǎn)向不穩(wěn)定，影響操縱穩(wěn)定性；行李箱在前部，受轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向時(shí)要占據(jù)一定空間和改善駕駛視野的影響，行李箱體積不夠大；因動(dòng)力總成在后部，距駕駛員較遠(yuǎn)，所以操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜；駕駛員發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)故障不如發(fā)動(dòng)機(jī)前置容易；發(fā)動(dòng)機(jī)后置不僅對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻和前風(fēng)擋玻璃除霜帶來(lái)不利，而且發(fā)動(dòng)機(jī)工作噪聲容易傳給駕駛員，一旦汽車(chē)發(fā)生追尾事故，又會(huì)對(duì)后排乘員構(gòu)成危險(xiǎn)；受發(fā)動(dòng)機(jī)高度影響，改裝為客貨兩用車(chē)或救護(hù)車(chē)?yán)щy。
方案四:：發(fā)動(dòng)機(jī)中置后輪驅(qū)動(dòng)（MR)
是大多數(shù)運(yùn)動(dòng)型轎車(chē)和方程式賽車(chē)所采用的型式。此外，某些大、中型客車(chē)也采用該型式，但采用該型式的貨車(chē)很少。
對(duì)于運(yùn)動(dòng)型車(chē),可獲得最佳的軸荷分配，操縱穩(wěn)定性和行駛平順性較好.發(fā)動(dòng)機(jī)臨近驅(qū)動(dòng)橋，無(wú)需傳動(dòng)軸，從而減輕車(chē)重，具有較高的傳動(dòng)效率；重量集中，車(chē)身平擺方向的慣性力矩小，轉(zhuǎn)彎時(shí)，轉(zhuǎn)向盤(pán)操作靈敏，運(yùn)動(dòng)性好；對(duì)于大、中型客車(chē)具有車(chē)廂內(nèi)的面積利用率較高、車(chē)內(nèi)噪音小、傳動(dòng)軸短、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)動(dòng)機(jī)的布置占據(jù)了車(chē)廂和行李箱的一部分空間，通常，車(chē)廂內(nèi)只能安放2張座椅；對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的隔音和絕熱效果差，乘坐舒適性有所降低；對(duì)于大、中型客車(chē),發(fā)動(dòng)機(jī)需要特殊設(shè)計(jì)，且其冷卻和防塵不易；遠(yuǎn)程操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜，維修保養(yǎng)不便.地板高度難于降低。
因賽車(chē)的布置結(jié)構(gòu)緊湊，選用此種布置發(fā)動(dòng)機(jī)。
2.2.3 輪胎的選型
根據(jù)車(chē)輛類(lèi)型、總質(zhì)量、道路條件、車(chē)速及其他特殊要求，合理地選擇輪胎。輪胎選擇的好壞直接影響整車(chē)的使用性能，如動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、通過(guò)性、安全性等。因此必須按使用要求、道路條件和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理的選擇。一般在汽車(chē)滿(mǎn)載時(shí)，輪胎所受的靜負(fù)荷應(yīng)等于小于它的額定負(fù)荷（約0.9—1.0）。這主要根據(jù)車(chē)輛的使用情況和道路條件而定，在條件比較好的情況下－不超載、道路條件好，輪胎的靜負(fù)荷可與額定負(fù)荷相等或相近，氣壓也可選高一點(diǎn)，這樣會(huì)提高整車(chē)的經(jīng)濟(jì)性能。輪胎選擇的另一個(gè)關(guān)鍵因素是車(chē)速。隨著高速公路的發(fā)展和道路條件的改善，現(xiàn)代汽車(chē)的車(chē)速越來(lái)越高，對(duì)于輪胎來(lái)說(shuō)，車(chē)速越高，輪胎的發(fā)熱量也越大，致使輪胎的磨損和壽命都受到影響。輪胎的額定負(fù)荷能力是在一定車(chē)速下給定的，超過(guò)該車(chē)速長(zhǎng)期使用合適輪胎的壽命急劇下降。另外，還要考慮的一個(gè)因素是超載。車(chē)輛超載或減載運(yùn)行將對(duì)輪胎的負(fù)荷能力和使用壽命產(chǎn)生直線(xiàn)下降或上升的影響。所以要根據(jù)具體的使用條件－道路、載荷、車(chē)速等因素來(lái)選擇輪胎的規(guī)格、基本參數(shù)、氣壓和負(fù)荷能力，以保證整車(chē)的正常使用和性能的發(fā)揮。
汽車(chē)常用的輪胎有普通斜交胎和普通子午線(xiàn)胎。普通斜交胎的胎體簾線(xiàn)層較多，胎側(cè)厚，使用中不易刺破，側(cè)向剛度大，但是緩沖性能差。而子午線(xiàn)胎的簾布層呈子午線(xiàn)排列，是簾布線(xiàn)的強(qiáng)度得到充分的利用，緩沖層也較多，加強(qiáng)了胎冠，所以提高了輪胎的緩沖性能、附著性能和使用壽命，滾動(dòng)阻力比普通斜交胎要小，因而提高了整車(chē)的經(jīng)濟(jì)性。但是制造成本較高，由于胎側(cè)較薄，側(cè)向剛度小，太側(cè)易被刺破。但是其優(yōu)點(diǎn)較明顯，相對(duì)斜交輪胎，子午線(xiàn)輪胎具備以下特點(diǎn) : 良好的操縱穩(wěn)定性能、安全的轉(zhuǎn)彎性能 、良好的耐磨性能、生熱少、滾動(dòng)阻力低，節(jié)省燃油費(fèi)用、牽引能力強(qiáng)，打滑少、高速行駛時(shí)的乘車(chē)舒適感好。
2010中國(guó)FSAE攢足輪胎相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表2.1，賽事規(guī)定賽車(chē)可裝備如下兩套輪胎：
表2. 1 2010中國(guó)FSAE贊助輪胎的相關(guān)參數(shù)
規(guī)格
180/530R13
輪胎接地面寬(mm?inch)
185?7.3
標(biāo)準(zhǔn)輪輞內(nèi)距
8.0
輪胎半徑(mm)
244
輪胎胎面寬(mm?inch)
223?8.8
輪胎周長(zhǎng)
1626
輪胎外徑(mm?inch)
533?21.0
輪輞內(nèi)距
7.5-8.5
干胎——在檢查時(shí)安裝在賽車(chē)上的輪胎定義為干胎。干胎尺寸任意，型號(hào)任意。他們可以是光頭胎，也可是有紋的
雨胎——雨胎可以是如下規(guī)定的任何型號(hào)和尺寸的有花紋和溝槽的樣式：
（1）花紋和溝槽的圖案必須是由輪胎廠商塑造成型的，任何被刻制的花紋溝槽必須有文件證明它是符合比賽的相關(guān)規(guī)定的。
（2）溝槽最淺為2.4mm（3/32英寸）。
2.2.4 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)型式的選擇
1．齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器
中小型轎車(chē)以及前軸軸荷小于1.2t的客車(chē)、貨車(chē)，多采用該種型式，如圖2.5所示。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)副為齒輪與齒條。轉(zhuǎn)向軸帶動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒條便做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。有時(shí)，靠齒條來(lái)直接帶動(dòng)橫拉桿，就可使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向。通常均布置在前輪軸線(xiàn)之后。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)副的主動(dòng)件是一斜齒圓柱小齒輪，它和裝在外殼中的從動(dòng)件——齒條相嚙合，外殼固定在車(chē)身或車(chē)架上。齒條利用兩個(gè)球接頭直接和兩根分開(kāi)的左、右橫拉桿相聯(lián)。橫拉桿再經(jīng)球接頭與梯形臂相接。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器是依靠齒條背部靠近主動(dòng)小齒輪處裝置的可調(diào)節(jié)壓力的彈簧來(lái)消除齒輪齒條傳動(dòng)副的齒間間隙的。為了轉(zhuǎn)向輕便，主動(dòng)小齒輪的直徑應(yīng)盡量小。通常，這類(lèi)轉(zhuǎn)向器的齒輪模數(shù)多在2～3mm范圍內(nèi)，壓力角為20。，主動(dòng)小齒輪有5～8個(gè)齒，螺旋角為9°～15°。根據(jù)小齒輪螺旋角和齒條傾斜角的大小和方向的不同，可以構(gòu)成不同的傳動(dòng)方案。
齒輪齒條式液壓助力轉(zhuǎn)向器，是相對(duì)于機(jī)械轉(zhuǎn)向器而言的，其增加了轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向油壺、轉(zhuǎn)向油管、轉(zhuǎn)向閥、轉(zhuǎn)向油缸等部件，以期達(dá)到改善駕駛員手感，增加轉(zhuǎn)向助力的目的的轉(zhuǎn)向裝置。
齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊；布置方便；制造容易，成本低廉；殼體采用鋁合金或鎂合金壓鑄而成，轉(zhuǎn)向器的質(zhì)量較?。晦D(zhuǎn)向靈敏,傳動(dòng)效率高達(dá)90%；齒輪與齒條間因磨損出現(xiàn)間隙以后，利用裝在齒條背部、靠近主動(dòng)小齒輪處的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧，能自動(dòng)消除齒間間隙，能提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的剛度，防治工作時(shí)產(chǎn)生沖擊和噪聲；占用體積小,便于布置，制造容易。
但轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比較小，(一般不大于15)，且齒條沿其長(zhǎng)度方向磨損不均勻；逆效率高（60% ~70%），不易控制。
2．循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器
當(dāng)前廣泛使用的一種結(jié)構(gòu)，高級(jí)轎車(chē)和輕型及以上的客車(chē)、貨車(chē)均多采用，如圖2.6所示。由齒輪機(jī)構(gòu)將來(lái)自轉(zhuǎn)向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)力進(jìn)行減速，使轉(zhuǎn)向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)闇u輪蝸桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，滾珠螺桿和螺母夾著鋼球嚙合，因而滾珠螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)，螺母再與扇形齒輪嚙合，直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)再次變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使連桿臂搖動(dòng)，連桿臂再使連動(dòng)拉桿和橫拉桿做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，改變車(chē)輪的方向。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器又有兩種結(jié)構(gòu)型式，即常見(jiàn)的循環(huán)球一齒條齒扇式,和另一種即循環(huán)球一曲柄銷(xiāo)式。它們各有兩個(gè)傳動(dòng)副，前者為：螺桿、鋼球和螺母?jìng)鲃?dòng)副以及螺母上的齒條與搖臂軸上的齒扇傳動(dòng)副；后者為：螺桿、鋼球和螺母?jìng)鲃?dòng)副以及螺母上的銷(xiāo)座與搖臂軸上的錐銷(xiāo)或球銷(xiāo)傳動(dòng)副。兩種結(jié)構(gòu)的調(diào)整間隙方法均是利用調(diào)整螺栓移動(dòng)搖臂軸來(lái)進(jìn)行調(diào)整。
循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)效率高、工作平穩(wěn)、可靠，操縱起來(lái)比較輕便舒適，螺桿及螺母上的螺旋槽經(jīng)滲碳、淬火及磨削加工，耐磨性好、機(jī)械部件的磨損較小，使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)。齒扇與齒條嚙合間隙的調(diào)整方便易行，這種結(jié)構(gòu)與液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓裝置的匹配布置也極為方便。但逆效率高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，制造精度要求高。
圖2.5 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器 圖2.6 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器
3．蝸桿曲柄銷(xiāo)式轉(zhuǎn)向器
它是以蝸桿為主動(dòng)件，曲柄銷(xiāo)為從動(dòng)件的轉(zhuǎn)向器。蝸桿具有梯形螺紋，手指狀的錐形指銷(xiāo)用軸承支承在曲柄上，曲柄與轉(zhuǎn)向搖臂軸制成一體。轉(zhuǎn)向時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿、嵌于蝸桿螺旋槽中的錐形指銷(xiāo)一邊自轉(zhuǎn)，一邊繞轉(zhuǎn)向搖臂軸做圓弧運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)曲柄和轉(zhuǎn)向垂臂擺動(dòng)，再通過(guò)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。這種轉(zhuǎn)向器通常用于轉(zhuǎn)向力較大的載貨汽車(chē)上，如圖2.7所示。
轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比可以做成不變的或者變化的；指銷(xiāo)和蝸桿之間的工作面磨損后，調(diào)整間隙工作容易。固定指銷(xiāo)式磨損快、工作效率低。旋轉(zhuǎn)指銷(xiāo)式結(jié)構(gòu)復(fù)雜。雙指銷(xiāo)式結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸和質(zhì)量大，并且對(duì)兩主銷(xiāo)間的位置精度、螺桿上的形狀及尺寸精度等要求較高。傳動(dòng)比的變化特性和傳動(dòng)間隙特性的變化受限制。應(yīng)用很少。
4．球面蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器
曾廣泛應(yīng)用在輕型和中型汽車(chē)上，如圖2.8所示。如前軸軸荷不大于2.5t且無(wú)動(dòng)力轉(zhuǎn)向和不大于4t帶動(dòng)力轉(zhuǎn)向的汽車(chē)。這種轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)副是球面蝸桿及滾輪。滾輪用滾動(dòng)軸承支承在搖臂軸上，又有雙齒滾輪和三齒滾輪之分。球面蝸桿上的螺旋齒是在凹圓弧線(xiàn)繞一軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)而成的表面上切削而成的，因此又稱(chēng)為圓弧面蝸桿，其承載能力比通常齒頂在同一圓柱表面上的圓柱蝸桿大1.5～2倍。這可由球面蝸桿同時(shí)有更多的齒進(jìn)人嚙合和嚙合時(shí)接觸較好來(lái)解釋。球面蝸桿也可使搖臂軸有更大的轉(zhuǎn)角。采用雙齒滾輪時(shí)搖臂軸轉(zhuǎn)角可達(dá)80。左右，采用三齒滾輪時(shí)可達(dá)100。。由于其傳動(dòng)副以滾動(dòng)摩擦代替了滑動(dòng)摩擦，使摩擦損失減小，傳動(dòng)效率η+可達(dá)0.77～0.82，而逆效率η-則較低，約為0.6。
其磨損小，工作可靠，使用壽命長(zhǎng)?？衫幂S向移動(dòng)搖臂軸以改變滾輪與蝸桿中心距的方法來(lái)調(diào)整傳動(dòng)間隙。正效率低；工作齒面磨損以后，調(diào)整嚙合間隙比較困難，轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比不能變化。
圖2.7 蝸桿曲柄銷(xiāo)式轉(zhuǎn)向器 圖2.8 球面蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器
2.2.5 制動(dòng)器型式的選擇
鼓式制動(dòng)器的各種結(jié)構(gòu)形式如圖2.9a~f所示。
不同形式的鼓式制動(dòng)器的主要區(qū)別有：蹄片固定支點(diǎn)的數(shù)量和位置不同；張開(kāi)裝置的形勢(shì)與數(shù)量不同；制動(dòng)時(shí)兩塊蹄片之間有無(wú)相互作用。
制動(dòng)力大小的比較：按照制動(dòng)力由大到小排列為雙向增力式、單向增力式、雙向雙領(lǐng)蹄式、單向雙領(lǐng)蹄式、領(lǐng)從蹄式、雙從蹄式。
制動(dòng)穩(wěn)定性的比較：按照制動(dòng)穩(wěn)定性由大到小排列為雙從蹄式、領(lǐng)從蹄式、單向雙領(lǐng)蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式、單向增力式、雙向增力式。
盤(pán)式制動(dòng)器分為全盤(pán)式（如圖2.10所示）和鉗盤(pán)式兩種，鉗盤(pán)式又分為浮動(dòng)鉗盤(pán)式（如圖2.11所示）和固定鉗盤(pán)式（如圖2.12所示）。鉗盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)鉗的布置可以在車(chē)軸之前或之后。制動(dòng)鉗位于軸前可避免輪胎向鉗內(nèi)甩濺泥水污物；位于軸后則可減小制動(dòng)時(shí)輪轂軸承徑向合力。
盤(pán)式制動(dòng)器尤其是浮動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器已十分廣泛地用于轎車(chē)的前輪。與鼓式后輪制動(dòng)器配合，也可使后輪制動(dòng)器較容易地附加駐車(chē)制動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，兼作駐車(chē)制動(dòng)器之用。有些高性能轎車(chē)的前、后輪都采用盤(pán)式制動(dòng)器，主要是為了保持制動(dòng)力分配系數(shù)的穩(wěn)定。
(f)
(d)
(e)
(c)
(b)
(a)
Q
Q
Q
Q
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P2
P1
圖2.9 鼓式制動(dòng)器簡(jiǎn)圖
（a）領(lǐng)從蹄式（用凸輪張開(kāi)） （b）領(lǐng)從蹄式用制動(dòng)輪缸張開(kāi)）
（c）領(lǐng)從蹄式（非雙向，平衡式）
（d）雙向領(lǐng)從蹄式 （e）單向增力式 （f）雙向增力式
盤(pán)式制動(dòng)器也開(kāi)始用于某些不同等級(jí)的客車(chē)和載貨汽車(chē)上。有些重型載貨汽車(chē)采用多片全盤(pán)式制動(dòng)器以獲得大的制動(dòng)力矩，但制動(dòng)盤(pán)的冷卻條件差，溫升較大。
A
A
A-A
圖2.10 多片全盤(pán)式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖
P1
P1
（a）滑動(dòng)前盤(pán)式 （b）擺動(dòng)鉗盤(pán)式
圖2.11 浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)機(jī)器工作原理圖 圖2.12 固定鉗盤(pán)式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖
與鼓式制動(dòng)器比較，盤(pán)式制動(dòng)器有如下優(yōu)點(diǎn)：
（1）熱穩(wěn)定性較好。這是因?yàn)橹苿?dòng)盤(pán)對(duì)摩擦襯塊無(wú)摩擦增力作用，還因?yàn)橹苿?dòng)摩擦襯塊的尺寸不長(zhǎng)，其工作表面的面積僅為制動(dòng)盤(pán)而積的12％～1 6％．故散熱比較好。
（2）水穩(wěn)定性較好。因?yàn)橹苿?dòng)襯塊劉。盤(pán)的單位壓力高，易將水?dāng)D出，同時(shí)在離心力的作用下沾水后也易于甩掉，再加上襯塊對(duì)盤(pán)的擦拭作用，因而，出水后只需經(jīng)一、二次制動(dòng)即能恢復(fù)正常；而鼓式制動(dòng)器則需經(jīng)過(guò)甚至十余次制動(dòng)方能恢復(fù)正常制動(dòng)效能。
（3）制動(dòng)穩(wěn)定性好。盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩與制動(dòng)油缸的活塞推力及摩擦系數(shù)成線(xiàn)性關(guān)系，再加上無(wú)自行增勢(shì)作用，因此在制動(dòng)過(guò)程中制動(dòng)力矩增長(zhǎng)較和緩，與鼓式制動(dòng)器相比，能保證高的制動(dòng)穩(wěn)定性。
（4）制動(dòng)力矩與汽車(chē)前進(jìn)和后退行駛無(wú)關(guān)。
（5）在輸出同樣大小制動(dòng)力矩的條件下，盤(pán)式制動(dòng)器的質(zhì)量和尺寸比鼓式的要小。
（6）盤(pán)式的摩擦襯塊比鼓式的摩擦襯片在磨損后更易更換，結(jié)構(gòu)也較簡(jiǎn)單，維修保養(yǎng)容易。
（7）制動(dòng)盤(pán)與摩擦襯塊間的間隙小(0.05～0.15mm)，這就縮短了油缸活塞的操作時(shí)間，并使制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的力傳動(dòng)比有增大的可能。
（8）制動(dòng)盤(pán)的熱膨脹不會(huì)像制動(dòng)鼓熱膨脹那樣引起制動(dòng)踏板行程損失，這也使間隙自動(dòng)調(diào)整裝置的設(shè)計(jì)可以簡(jiǎn)化。
（9）易于構(gòu)成多回路制動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使系統(tǒng)有較好的可靠性和安全性．以保證汽車(chē)在任何車(chē)速下各車(chē)輪都能均勻一致地平穩(wěn)制動(dòng)。
（10）能方便地實(shí)現(xiàn)制動(dòng)器磨損報(bào)警，以便及時(shí)更換摩擦襯塊。
盤(pán)式制動(dòng)器的主要缺點(diǎn)是：
（1）難以完全防止塵污和銹蝕(但封閉的多片全盤(pán)式制動(dòng)器除外)。
（2）兼作駐車(chē)制動(dòng)器時(shí)，所需附加的駐車(chē)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，因此有的汽車(chē)采用前輪為盤(pán)式后輪為鼓式的制動(dòng)系統(tǒng)。
（3）由于無(wú)自行增勢(shì)作用，制動(dòng)效能較低，中型轎車(chē)采用時(shí)即需加力裝置。
2.2.6 懸架布置形式
汽車(chē)懸架包括彈性元件，減振器和傳力裝置等三部分，這三部分分別起緩沖，減振和力的傳遞作用。從轎車(chē)上來(lái)講，彈性元件多指螺旋彈簧，它只承受垂直載荷，緩和及抑制不平路面對(duì)車(chē)體的沖擊，具有占用空間小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)，但由于本身沒(méi)有摩擦而沒(méi)有減振作用。減振器指液力減振器或壓縮空氣減振器，是為了加速衰減車(chē)身的振動(dòng)，它是懸架機(jī)構(gòu)中最精密和復(fù)雜的機(jī)械件。傳力裝置是指車(chē)架的上下擺臂等叉形剛架、轉(zhuǎn)向節(jié)等元件，用來(lái)傳遞縱向力，側(cè)向力及力矩，并保證車(chē)輪相對(duì)于車(chē)架(或車(chē)身)有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
汽車(chē)懸架的形式分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩種：
方案一： 非獨(dú)立懸架
非獨(dú)立懸掛架的左右車(chē)輪裝在一根整體的剛性周或非斷開(kāi)時(shí)驅(qū)動(dòng)橋的橋殼上。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、維護(hù)方便，經(jīng)濟(jì)性好；工作可靠，使用壽命長(zhǎng)；車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)，輪距、前柬不變，因而輪胎磨損??；轉(zhuǎn)向時(shí)，車(chē)身側(cè)傾后車(chē)輪的外傾角不變，傳遞側(cè)向力的能力不降低；側(cè)傾中心位置較高，有利于減小轉(zhuǎn)向時(shí)車(chē)身的側(cè)傾角。
由于車(chē)橋與車(chē)輪一起跳動(dòng)，因而需要較大的空間，影響發(fā)動(dòng)機(jī)或行李箱的布置。用于轎車(chē)或載貨汽車(chē)的前懸架時(shí)，一般需要抬高發(fā)動(dòng)機(jī)或是將車(chē)橋(軸)做成中間下凹的形狀以利發(fā)動(dòng)機(jī)布置，這將增加制造成本；用于轎車(chē)后懸架時(shí)，會(huì)導(dǎo)致行李箱容積減小，備胎的布置也不方便；用于驅(qū)動(dòng)橋時(shí)，會(huì)使得非懸掛質(zhì)量較大，不利于汽車(chē)的行駛平順性及輪胎的接地性能；當(dāng)兩側(cè)車(chē)輪跳動(dòng)高度不一致時(shí)(例如左右車(chē)輪駛過(guò)的凸起高度不同)，整根車(chē)橋會(huì)傾斜，使左右車(chē)輪直接相互影響；在不平路面直線(xiàn)行駛時(shí)，由于左右車(chē)輪跳動(dòng)不一致而導(dǎo)致的軸轉(zhuǎn)向會(huì)降低直線(xiàn)行駛的穩(wěn)定性；用于驅(qū)動(dòng)橋時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋的輸入轉(zhuǎn)矩會(huì)引起左右車(chē)輪負(fù)荷轉(zhuǎn)移。如圖2.13所示為導(dǎo)向桿系非獨(dú)立懸架應(yīng)用于轎車(chē)后驅(qū)動(dòng)橋。
方案二:：獨(dú)立懸架
與非獨(dú)立懸架相比，獨(dú)立懸架具有如下優(yōu)點(diǎn)：非懸掛質(zhì)量小，懸架所受到并傳給車(chē)身的沖擊載荷小，有利于提高汽車(chē)的行駛平順性及輪胎的接地性能；左右車(chē)輪的跳動(dòng)沒(méi)有直接的相互影響，可減少車(chē)身的傾斜和振動(dòng)；占用橫向空間少，便于發(fā)動(dòng)機(jī)布置，可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝位置，從而降低汽車(chē)質(zhì)心位置，有利于提高汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性；易于實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)向。
圖2.13 導(dǎo)向桿系非獨(dú)立懸架
1．雙橫臂式獨(dú)立懸架（如圖2.14所示）
按其上、下橫臂的長(zhǎng)短又可分為等長(zhǎng)雙橫臂式和不等長(zhǎng)雙橫臂式兩種。等長(zhǎng)雙橫臂式懸架在其車(chē)輪作上、下跳動(dòng)時(shí)，可保持主銷(xiāo)傾角不變，但輪距卻有較大的變化，會(huì)使輪胎磨損嚴(yán)重，故已很少采用，多為不等長(zhǎng)雙橫臂式懸架所取代。后一種型式的懸架在其車(chē)輪上、下跳動(dòng)時(shí)，只要適當(dāng)?shù)剡x擇上、下橫臂的長(zhǎng)度并合理布置，即可使輪距及車(chē)輪定位參數(shù)的變化量限定在允許范圍內(nèi)。這種不大的輪距改變，不應(yīng)引起車(chē)輪沿路面的側(cè)滑，而為輪胎的彈性變形所補(bǔ)償。因此，不等長(zhǎng)雙橫臂式獨(dú)立懸架能保證汽車(chē)有良好的行駛穩(wěn)定性，已為中、高級(jí)轎車(chē)的前懸架所廣泛采用，也適用于跑車(chē)和賽車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋。
突出優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)計(jì)的靈活性，可以通過(guò)合理選擇空間導(dǎo)向桿系的鉸接點(diǎn)的位置及導(dǎo)向臂(或稱(chēng)為控制臂)的長(zhǎng)度，使得懸架具有合適的運(yùn)動(dòng)特性(亦即當(dāng)車(chē)輪跳動(dòng)或車(chē)身側(cè)傾時(shí)，車(chē)輪定位角及輪距的變化能盡量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求)，并且形成恰當(dāng)?shù)膫?cè)傾中心和縱傾中心。垂直方向尺寸小，車(chē)輪接地性能好。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，占用空間較多，鉸接點(diǎn)多，制動(dòng)似的點(diǎn)頭效應(yīng)會(huì)引起彈簧傾斜。
2．麥弗遜式獨(dú)立懸架（如圖2.15所示）
可將導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及減振裝置集合到一起，將多個(gè)零件集成在一個(gè)單元里。這樣一來(lái)，相對(duì)雙橫臂懸架而言，它不僅簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，減小了質(zhì)量，還節(jié)省了空間，降低了制造成本，并且?guī)缀醪徽加脵M向空間，有利于車(chē)身前部地板的構(gòu)造和發(fā)動(dòng)機(jī)布置，這一點(diǎn)在用于緊湊型轎車(chē)(例如微型轎車(chē)，它們幾乎全部采用前置前驅(qū)動(dòng)方式)的前懸架時(shí)，具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。麥克弗遜懸架的另外一些優(yōu)點(diǎn)包括：鉸接點(diǎn)的數(shù)目較少；上下鉸點(diǎn)之間有較大的距離，下鉸點(diǎn)與車(chē)輪接地點(diǎn)之間距離較小，這對(duì)減少鉸點(diǎn)處的受力有利；彈簧行程較大。另外，當(dāng)車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)，其輪距、前束及車(chē)輪外傾角等均改變不大，減輕了輪胎的磨損，也使汽車(chē)具有良好的行駛穩(wěn)定性。
圖2.14 雙橫臂式獨(dú)立懸架 圖2.15 麥弗遜式獨(dú)立懸架
由于自由度減少，懸架運(yùn)動(dòng)特性的可設(shè)計(jì)性不如雙橫臂懸架；振動(dòng)通過(guò)上支承點(diǎn)傳遞給汽車(chē)頭部，需采取相應(yīng)措施隔離振動(dòng)、噪聲；減振器的活塞桿與導(dǎo)向套之間存在摩擦力，使得懸架的動(dòng)剛度增加，彈性特性變差，小位移時(shí)這一影響更加顯著；對(duì)輪胎的不平衡較敏感；減振器緊貼車(chē)輪布置，其間空間很小，有些情況下不便于采用寬胎或加裝防滑鏈。
2.2.7 差速器型式的選擇
方案一：對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器
最廣泛地用在轎車(chē)、客車(chē)和各種公路用載貨汽車(chē)上，如圖2.16所示。普通的對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼，2個(gè)半軸齒輪，4個(gè)行星齒輪(少數(shù)汽車(chē)采用3個(gè)行星齒輪，小型、微型汽車(chē)多采用2個(gè)行星齒輪)，行星齒輪軸(不少裝4個(gè)行星齒輪的差速器采用十字軸結(jié)構(gòu))，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用在公路汽車(chē)上也很可靠等。當(dāng)汽車(chē)在壞路上行駛時(shí)，嚴(yán)重影響通過(guò)能力。如當(dāng)汽車(chē)的一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪陷入泥濘路面時(shí)，雖然另一驅(qū)動(dòng)輪在良好路面上，汽車(chē)卻往往不能前進(jìn)（俗稱(chēng)打滑）。此時(shí)在泥濘路面上的驅(qū)動(dòng)輪原地滑轉(zhuǎn)，在良好路面上的車(chē)輪卻靜止不動(dòng)。這是因?yàn)樵谀酀袈访嫔系能?chē)輪與路面之間的附著力較小，路面只能通過(guò)此輪對(duì)半軸作用較小的反作用力矩，因此差速器分配給此輪的轉(zhuǎn)矩也較小，盡管另一驅(qū)動(dòng)輪與良好路面間的附著力較大，但因平均分配轉(zhuǎn)矩的特點(diǎn)，使這一驅(qū)動(dòng)輪也只能分到與滑轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪等量的轉(zhuǎn)矩，以致驅(qū)動(dòng)力不足以克服行駛阻力，汽車(chē)不能前進(jìn)，而動(dòng)力則消耗在滑轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪上。此時(shí)加大油門(mén)不僅不能使汽車(chē)前進(jìn)，反而浪費(fèi)燃油，加速機(jī)件磨損，尤其使輪胎磨損加劇。
方案二：強(qiáng)制鎖止式防滑差速器（如圖2.17所示）
當(dāng)一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪在壞路上滑轉(zhuǎn)時(shí)，能使大部分甚至全部轉(zhuǎn)矩傳給在良好路面上的驅(qū)動(dòng)輪，以充分利用這一驅(qū)動(dòng)輪的附著力來(lái)產(chǎn)生足夠的驅(qū)動(dòng)力，使汽車(chē)順利起步或繼續(xù)行駛。
圖2.16 普通圓錐齒輪 圖2.17 嚙合套式強(qiáng)制鎖止差速器
差速器的工作原理簡(jiǎn)圖
左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪可以傳遞由附著力決定的全部轉(zhuǎn)矩。當(dāng)汽車(chē)因某一驅(qū)動(dòng)車(chē)輪滑轉(zhuǎn)而停車(chē)時(shí)，已經(jīng)失去原有的沖力，再起步時(shí)需要克服比行駛時(shí)大得多的阻力，因而驅(qū)動(dòng)車(chē)輪需要發(fā)揮更大的牽引力，而這時(shí)由于滑轉(zhuǎn)而遭到破壞的地表而往往不能承受這樣大的牽引力。除非另一驅(qū)動(dòng)車(chē)輪附著良好，否則，當(dāng)左右車(chē)輪都處在附著系數(shù)比較小的路面上，則雖鎖住差速器，牽引力仍然會(huì)超過(guò)車(chē)輪與路面的附著力，汽車(chē)仍無(wú)法起步和前進(jìn)。因此在一般表面狀況變化不大的路面上，即使鎖住差速器，汽車(chē)總牽引力的增加往往不超過(guò)25％。另外，當(dāng)汽車(chē)駛?cè)胼^好的路面時(shí)，差速器的鎖止機(jī)構(gòu)應(yīng)即時(shí)松開(kāi)．否則將產(chǎn)生與無(wú)差速器時(shí)一樣的問(wèn)題，例如使轉(zhuǎn)彎困難、輪胎加速磨損、使傳動(dòng)系零件過(guò)載和消耗過(guò)多的功率等。
方案三：Torson 差速器
托森差速器主要由蝸桿行星齒輪，差速器殼體，前輸出軸和后輸出軸四套大部件組成，如圖2.18所示。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力直接用來(lái)驅(qū)動(dòng)托森差速器的殼體，殼體的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)三組蝸桿行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，行星齒輪與殼體之間是由直齒連接的，與前后輸出軸之間是由蝸桿連接的。這樣動(dòng)力可以順利的通過(guò)行星齒輪分配給前后輸出軸從而能夠驅(qū)動(dòng)前后車(chē)橋。正是因?yàn)樾行驱X輪的蝸桿設(shè)計(jì)，讓它具備了一個(gè)自鎖死功能。一旦某一車(chē)輪遇到較大阻力時(shí)，托森差速器會(huì)向這個(gè)車(chē)輪傳輸更大的動(dòng)力。
Torsen差速器是恒時(shí)4驅(qū)，牽引力被分配到了每個(gè)車(chē)輪，于是就有了良好的彎道、直線(xiàn)(干/濕)駕駛性能。Torsen自鎖中心差速器確保了前后輪均一的動(dòng)力分配。任何速度的不同，如前輪遇到冰面時(shí)，系統(tǒng)會(huì)快速做出反應(yīng)，75%的扭矩會(huì)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)速慢的車(chē)輪，在這里也就是后輪。 Torsen差速器實(shí)現(xiàn)了恒時(shí)、連續(xù)扭矩控制管理，它持續(xù)工作，沒(méi)有時(shí)間上的延遲，但不介入總扭矩輸出的調(diào)整，也就不存在著扭矩的損失，與牽引力控制和車(chē)身穩(wěn)定控制系統(tǒng)相比具有更大的優(yōu)越性。因?yàn)闆](méi)有傳統(tǒng)的自鎖差速器所配備的多片式離合器，也就不存在著磨損，并實(shí)現(xiàn)了免維護(hù)。純機(jī)械LSD具有良好的可靠性。
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圖2.18 Torsen差速器
Torsen差速器可以與任何變速器、分動(dòng)器實(shí)現(xiàn)匹配，與車(chē)輛其它安全控制系統(tǒng)ABS、TCS(Traction Control Systems，牽引力控制)、SCS(Stability Control Systems)，車(chē)身穩(wěn)定控制)相容。Torsen差速器是純機(jī)械結(jié)構(gòu)，在車(chē)輪剛一打滑的瞬間就會(huì)發(fā)生作用，它具有線(xiàn)性鎖止特性，是真正的恒時(shí)四驅(qū)，在平時(shí)正常行駛時(shí)扭矩前后分配是50∶50。但是造價(jià)高，所以一般托森差速器都用在高檔車(chē)上；重量太大，裝上它后對(duì)車(chē)輛的加速性是一份拖累。
2.3 本章小結(jié)
本章主要介紹了總體布置的方法和原則，通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研制定初步方案，再通過(guò)樣車(chē)分析得到相關(guān)數(shù)據(jù)，最后制定總體布置的設(shè)計(jì)目標(biāo)，明確設(shè)計(jì)要求。根據(jù)設(shè)計(jì)原則和目標(biāo)，提出被開(kāi)發(fā)車(chē)型的整車(chē)型式方案，包括發(fā)動(dòng)機(jī)的種類(lèi)和型式、軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)形式、駕駛室的型式、輪胎的選擇，確定基本的部件。
第3章 新車(chē)型主要目標(biāo)參數(shù)的初步確定
3.1 幾個(gè)主要“目標(biāo)參數(shù)”的確定
2010年第一屆中國(guó)FSAE大賽中，部分車(chē)隊(duì)賽參數(shù)：
北京理工大學(xué)參賽賽車(chē)，最高車(chē)速可達(dá)135km/h，整車(chē)整備質(zhì)量 208Kg；
哈爾濱工業(yè)大學(xué)參賽賽車(chē)，最高車(chē)速可達(dá)160km/h，整車(chē)整備質(zhì)量 265Kg。
根據(jù)以上參數(shù)初步選定RL7050H0最高車(chē)速為140km/h，整車(chē)整備質(zhì)量210Kg。
3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率及其轉(zhuǎn)速
(3.1)
式中，——發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率kw；
——傳動(dòng)系效率，取95%；
——汽車(chē)總質(zhì)量，整車(chē)整備質(zhì)量與承載質(zhì)量之和，=285kg；
——重力加速度，g/s2；
f——滾動(dòng)阻力數(shù)，良好的瀝青或混泥土路面滾動(dòng)阻力系數(shù)為0.010～0.018，此處取0.015；
——空氣阻力系數(shù) 0.35；
A——迎風(fēng)面積，取0.7（前輪距×總高）；
——最高車(chē)速，140km/h。
根據(jù)公式(3.1)可得：
=11.011kw
通過(guò)上述方法計(jì)算得出結(jié)論：RL7050H0賽車(chē)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率要求是不得低于11.011kw。
3.3 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩及其轉(zhuǎn)速
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和其相應(yīng)轉(zhuǎn)速確定后，可用下式確定發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。
(3.2)
式中，——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，Nm；
——扭矩適應(yīng)性系數(shù),即=Memax/Mp；
——最大功率點(diǎn)扭矩Nm；
——最大功率點(diǎn)轉(zhuǎn)速。
一般汽油機(jī)=1.2～1.35，柴油機(jī)=1.1～1.25；值的大小標(biāo)志著行駛阻力增加時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)沿外特性曲線(xiàn)自動(dòng)增加扭矩能力。的值大小可參考同類(lèi)樣機(jī)的數(shù)值進(jìn)行選取。
發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩點(diǎn)的轉(zhuǎn)速應(yīng)該認(rèn)真選取，一般希望該轉(zhuǎn)速于最大功率點(diǎn)的轉(zhuǎn)速有一定比例關(guān)系，即保證在1.4～2.0之間，如果取得過(guò)高，會(huì)使的比值變小，若小于1.4，會(huì)使直接檔的穩(wěn)定車(chē)速偏高，造成在市區(qū)內(nèi)行駛轉(zhuǎn)彎等情況下增加換擋次數(shù)，故希望不要太高。
根據(jù)選定的發(fā)動(dòng)機(jī)CF188的具體參數(shù)和公式(4.2)可得：
=38.745 Nm
3.4 傳動(dòng)系速比的選擇
根據(jù)CF188發(fā)動(dòng)機(jī)在規(guī)定條件下可根據(jù)主軸和從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速確定傳動(dòng)系的變速比，規(guī)定條件如表3.1所示，變速比關(guān)系如表3.2所示：
表3.1 CF188測(cè)試條件
離合器型號(hào)
CF188
結(jié)合轉(zhuǎn)速(rpm)
1950
滾珠重量（g)
25.1
產(chǎn)品來(lái)源
裝配
軸環(huán)長(zhǎng)度（mm)
90.8
中心距(mm)
215
測(cè)試日期
2008-5-25
表3.2 CF188傳動(dòng)系變速比
主軸 RPM
從動(dòng)輪RPM
變速比
主軸 RPM
從動(dòng)輪RPM
變速比
主軸 RPM
從動(dòng)輪RPM
變速比
390
136.1
2.87
2150.7
748.5
2.87
3904
4500
0.87
585
203.5
2.87
2346.1
817.6
2.87
4097.8
5050
0.81
780.3
271.5
2.87
2541.3
901.6
2.82
4298.3
5632.4
0.76
976.5
340.5
2.87
2737.1
1055
2.59
4495.3
6158.5
0.73
1171.9
408.9
2.87
2932.2
1303.1
2.25
4704.7
6626.3
0.71
1367.6
476.8
2.87
3126.3
1931.7
1.62
4902.4
6930
0.71
1563.1
545.2
2.87
3320.5
2