大学生方程式赛车设计
（发动机匹配试算与装配设计）
摘 要
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。
本文具体研究大学生方程式赛车（FSAE）发动机系统的匹配试算和结构设计，通过了解发动机的性能参数、结构参数，运用发动机原理，汽车构造等所学的知识，根据大学生方程式赛车的比赛规则及网上查询资料，对发动机进行选择。文章主要论述如何改进发动机的进排气及冷却系统，使发动机达到预想的状态，且符合大赛的规定。对于进排气系统采用GT-Power、FLUNT等软件进行仿真计算设计，进排气系统的优化设计，采用四个分置的进气歧管，避免了各缸进排气时间不同造成的挣气现象，使得进排气更加顺畅，提高了进气效率，从而提升发动机的动力性能。进气系统限流阀的应用使得赛车更加安全，同时也能让学生更加的主动去学习如何改进进气系统，做成两头锥的形状，使得进气无死角，又不会违背大赛规定。应用流体力学设计谐振腔，使得进气尽量多。
关键词：方程式赛车（FSAE），发动机，匹配，进排气
Design of FSAE
(trial matching and assembly design of engine)
ABSTRACT
Formula SAE of China (hereinafter referred to as the “Chinese FSAE”) is a study by the institutions of higher learning in vehicle engineering or relevant majors participate in automotive design and manufacture of the game.
This paper studies college students formula (FSAE) matching calculation and structure design of engine system. by understanding the performance parameters, the structural parameters of the engine, using the principle of engine, automobile structure knowledge, According to the rules of the Formula SAE and search Information online to choose a engine . This paper mainly discusses how to improve the intake and exhaust and cooling system of engine, the engine to achieve the desired state, and in accordance with the competition rules. For the inlet and exhaust systems,use GT-Power FLUNT to simulation calculation. Optimization design of inlet and exhaust system,ues four intake manifold split,. avoid the phenomenon of each cylinder earn gas intake and exhaust is caused by the different time, the intake and exhaust more smoothly, improves the air intake efficiency, so as to enhance the power performance of the engine. The application of limited flow valve inlet system makes the car more secure, but also can make students more active go to study how to improve the intake system, made of two cone shape, so that the intake without blind angle, without violating the contest rules. Application of fluid mechanics designing resonant cavity, so that the intake as much as possible.
KEY WORDS: Formula One racing (FSAE), engine, matching, The intake and exhaust.
目 录
第一章 大学生方程式赛车简介
- 1.1赛事简介
- 1.2愿景与使命
第二章 发动机的匹配
- 2.1发动机的匹配
- 2.1.1匹配的定义
- 2.1.2发动机匹配的应用场合
- 2.2 发动机的机械匹配技术
- 2.2.1 发动机和变速器的选型和匹配
- 2.2.2 设计与分析
- 2.2.3 主要试验项目
- 2.3 发动机管理系统及其开发技术
- 2.3.1 发动机管理系统
- 2.3.2 发动机管理系统开发技术
- 2.4 发动机的标定技术
- 2.4.1 发动机标定
- 2.4.2 发动机标定软件
- 2.4.3 发动机标定设备
- 2.4.4 发动机标定试验
- 2.5 其它相关电气系统的开发
- 2.5.1车载网络系统的开发
- 2.5.2 电气线束系统的开发
- 2.6发动机的选购
- 2.6.1 赛车发动机的选择原则
- 2.6.2 以下是国内几款常用FSAE发动机的资料
第三章 发动机进排气系统的匹配
- 3.1 FSAE进排气系统和限流阀的关系
- 3.2 GT-Power介绍
- 3.3发动机的进排气管
- 3.3.1 进气管长度对发动机性能影响
- 3.3.2排气管长度对发动机性能影响
- 3.4 限流阀的作用意义
- 3.4.1 什么是进气限制器
- 3.4.2 进气限制器的作用
- 3.4.3 为什么要有进气限制器
- 3.4.4 进气限制器为什么要安装在节气门之后
- 3.5 谐振腔CAE分析方法
- 3.6 进排气歧管的设计
- 3.7进排气最终方案
- 3.7.1 进排气系统UG图
- 3.7.2进排气CAD图
第四章 冷却系统匹配
- 4.1 冷却系统的总体布置原则
- 4.1.1 提高进风系数
- 4.1.2提高冷却液循环中的散热能力
- 4.2 膨胀水箱的选择
- 4.3 水管的设计
- 4.4 防冻液的选择
- 4.5冷却系统的固定
第五章 润滑系统
- 5.1 润滑的意义
- 5.2 润滑的方式
- 5.3 润滑系统的组成及油路
- 5.4 曲轴箱通风装置
- 5.5 机油的功用
- 5.6 机油的使用特性及机油添加剂
- 5.7 机油的分类
- 5.8 机油泵
- 5.9 机油滤清器
- 5.10 冷却器
第六章 总结
参考文献
致 谢
附 录
