中國巴哈大賽賽車動力匹配設計開題報告

文 獻 綜 述1.1 BSC 賽事背景及意義黨和國家提出了實現(xiàn)民族強盛的“中國夢”總體目標。中國已經(jīng)成為世界第一大汽車制造國，目前正處于從大國邁向強國的轉(zhuǎn)型時期。為實現(xiàn)這一理想，汽車產(chǎn)業(yè)需要培養(yǎng)更多的技術技能型人才。為服務于創(chuàng)新型國家建設、服務于文化大繁榮和文化大發(fā)展，完善我會青年工程師差異化階梯式培養(yǎng)平臺，中國汽車工程學會又推出了一個更新鮮、更刺激、更有趣的賽事中國汽車工程學會巴哈大賽。 中國汽車工程學會巴哈大賽 Baja SAE China（簡稱 BSC 大賽）是一項由中國汽車工程學會主辦，由高等院校、職業(yè)院校汽車及相關專業(yè)在校生組隊參加的越野汽車設計、制造和檢測的比賽。是在各院校間開展的汽車設計和制作競賽。該項賽事是繼“中國大學生方程式汽車大賽”成功舉辦之后,中國汽車工程學會推出的又一個全新的技能型人才培養(yǎng)平臺。Baja 是西班牙語越野車的意思，巴哈大賽最早起源于 1976 年的美國南卡羅來納大學，是大學生方程式汽車大賽的前身，適合職業(yè)院校和本科低年級學生參與。各參賽車隊按照賽事規(guī)則和賽車制造標準，在規(guī)定時間內(nèi)，使用同一型號發(fā)動機，設計制造一輛單座、發(fā)動機后置、后驅(qū)的小型越野車。BSC 大賽相比與大學生方程式汽車大賽，它將比賽的場地從鋪裝賽道改為了非鋪裝的砂石賽道，讓學生們能夠盡情體驗一把越野的快感，同時也能夠讓學生們玩的更放肆，更盡興。中國汽車工程學會在 2015 年初將 BSC 賽事引入我國，并結(jié)合本土情況對賽事規(guī)則做出了適應性的調(diào)整。競賽包括多種靜態(tài)與動態(tài)項目測試，靜態(tài)項目包括技術檢查、賽車設計、成本與制造、商業(yè)營銷等，動態(tài)項目包括牽引力測試、操控測試、爬坡測試、耐力測試等。為了提高賽事的安全性，組委會制定了嚴格的規(guī)則限制。動力方面，組委會為各支參賽車隊免費提供一臺百利通發(fā)動機，動力僅為 10 馬力，并不得改裝，開 題 報 告同時要求比賽車速不得超過 40 公里每小時，其他方面也都有明確的規(guī)定。BSC 是一項全新的技術教育和工程實踐教育手段，集技術性、趣味性于一身，已成為各國發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)汽車產(chǎn)業(yè)技能型人才最重要的非教育領域的社會化公共平臺。該賽事使得參與其中的同學能夠?qū)⒗碚撆c實踐做到融合，對于提高學生的專業(yè)技能有很大的幫助，同時給參賽學生帶來新的挑戰(zhàn)。大賽真正以興趣為導向，崇尚“人人皆可成才，人人盡展其才”的現(xiàn)代職教精神，可以使參賽學生進一步掌握汽車結(jié)構(gòu)設計、制造、裝配、調(diào)教維護、市場營銷、成本控制等多方面的專業(yè)知識技能，提高學生的團隊合作能力。中國的巴哈賽事一經(jīng)發(fā)布便受到了各高校及職院的熱情響應，第一屆比賽的報名參賽車隊就達到 33 支，最終報到注冊 29 支車隊。比賽于 2015 年 8 月 26 日完成車隊報到、注冊，27 日進行了技術檢查、靜態(tài)項目和賽前練習，28 日展開了爬坡比賽及操控性比賽，以及最終 29 日的 2 小時耐久賽，全面考核了學生選手在理論知識和動手實踐兩方面的綜合能力。BSC 是以培養(yǎng)高素質(zhì)技術技能人才為核心的競賽平臺。同時，通過各學院之間的同場競技，真正體現(xiàn)、提升專業(yè)內(nèi)涵，為汽車產(chǎn)業(yè)輸送更多復合型人才，促進汽車運動文化產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。本屆中國巴哈大賽使用的發(fā)動機全部是百力通 M20發(fā)動機，該發(fā)動機也是全球多個國家 Baja SAE 的指定比賽發(fā)動機。百力通公司有專門的賽事發(fā)動機部門，從 1976 年美國首屆 Baja 比賽開始，百力通(Briggs & Stratton)已連續(xù) 30 年為 Baja SAE 提供發(fā)動機和賽事支持。目前，舉辦巴哈賽事的國家有：美國、墨西哥、加拿大、南非、巴西、印度、韓國等。在各方面的大力支持下，在各院校的廣泛參與下，首屆中國汽車工程學會巴哈大賽于 2015 年 8 月 29 日在山東濰坊完美落幕，大賽取得了圓滿成功。且繼首屆之后，2016 中國汽車工程學會巴哈大賽于 2016 年 10 月 18 日 21 日在湖北襄陽夢想賽車場成功舉辦，總共有 63 支本?？圃盒Ｍ瑘龈偧?，其中本科院校 28 支，職校 33 支，企業(yè)隊伍 2 支。相較于 2015 年的 35 支隊伍，越來越多的學校參與其中。中國巴哈組委會主任、中國汽車工程學會副秘書長閆建來強調(diào)：“巴哈賽事不單純是體育競技，還是以培養(yǎng)創(chuàng)新和技能型人才、服務于汽車產(chǎn)業(yè)、繁榮汽車文化為目的的公益教育培訓項目”。1.2 BSC 賽事規(guī)則為了更有效的做好巴哈大賽組織管理工作，在緊跟國際 Baja SAE 潮流的同時融入本土特色，巴哈大賽規(guī)則委員會結(jié)合 2016 巴哈大賽出現(xiàn)的問題修訂了 2017 年大賽規(guī)程，現(xiàn)正式發(fā)布。本規(guī)則共分五部分：A 部分介紹了管理規(guī)定，內(nèi)容包括大賽概況、政策、參賽資格和注冊；B 部分介紹了技術要求，內(nèi)容涉及賽車的設計和制造的要求以及限制；C 部分介紹了靜態(tài)賽事規(guī)則，內(nèi)容涉及賽車的技術檢查、賽車設計、成本與制造分析項目以及商業(yè)營銷簡介等；D 部分介紹了動態(tài)賽事規(guī)則，包括直線加速測試、爬坡或者牽引測試、專項測試、耐力賽測試及競賽流程和規(guī)則等。1.3 BSC 賽車制造標準要求賽事對賽車各系統(tǒng)的材料，結(jié)構(gòu)等都做出了詳細的規(guī)定。但是除了對賽車的安全性有大量詳細的要求以外，比賽規(guī)則整體上比較開放。目的就是為了在充分 保證參賽人員人身安全的前提下，盡可能的為參賽學生營造一個自由的比賽環(huán)境， 來鼓勵學生發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，使更多的原創(chuàng)設計和多種形式的賽車出現(xiàn)在賽場上。根據(jù)每年比賽所遇到的問題和其他各方面因素的變化和發(fā)展，BSC 賽事規(guī)則委員會每年都會對比賽規(guī)則進行修訂，使比賽規(guī)則更加合理系統(tǒng)。比賽規(guī)則主要分為兩部分，賽車技術要求和比賽條例。賽車技術要求的總結(jié)和歸納如下： 1) 賽車的四個（或多個）車輪不能在一條直線上；2) 使用美國百力通公司（Briggs & Stratto） M20 汽油發(fā)動機；3) 發(fā)動機不得對進氣及排氣管道進行去除材料的調(diào)整；4) 不得改變或修改凸輪軸、曲軸、連桿和飛輪；5) 制動燈應通過液壓開關激活。每臺賽車都需要有至少 2 個液壓開關；6) 制動系統(tǒng)必須能夠制動全部四個車輪；7) 賽車必須配有兩個易于操作的切斷開關，以便關閉發(fā)動機；8) 大量安全和結(jié)構(gòu)強度要求。參考文獻： 1 陳家瑞.汽車構(gòu)造:下冊M.5版.北京:人民交通出版社2006: 244-247. 2 周晶，劉浩學，楊若晨. 基于 ADAMS/Car 的麥弗遜懸架與雙橫臂懸架 仿真對比分析J. 汽車技術，2009(6):40-47. 3 劉惟信. 汽車設計 M. 北京:清華大學出版社，2006:434-437.4 陳軍.MSC.ADAMS 技術與工程分析實例M.北京:中國水利水電出版2008:111-156.5 劉進偉，吳志新，徐達. 基于 ADAMS/Car 的某轎車懸架優(yōu)化設計J. 輕型汽車技術，2006(8):4-14.6 王行，陽林，彭仁杰等. 基于 ADAMS 的 FSAE 賽車前懸架優(yōu)化設計 J. 廣東工業(yè)大學學報，2013，30(3):105-108.7 王朝陽. 基于 ADAMS 的電動汽車前懸架設計與優(yōu)化D. 濟南:山東大學2010:42-43.8 駱陽，智淑亞.張劼.基于 ADAMS 的方程式賽車前懸架分析與優(yōu)化 J. 機械設計與制造工程，2014，43(8):37-41. 9鄭中明.基于 ADAMS/CAR 的雙橫臂獨立前懸架建模與仿真.2009.No.4. 10李理光.中國大學生巴哈大賽規(guī)則（2016.公示版).中國汽車工程學 11李俊玲.汽車工程專業(yè)英語.機械工程出版社.2005.9 12 Beery, Austin, 2013, “Vehicle Drag Coefficient, FEA of Frame, & Tire Analysis of SAE Baja Vehicle”, The University of Akron, Akron, OH. 13 Budynas, R. G. and Nisbett, J. K., 2011, Shigleys Mechanical Engineering Design, 9th ed., McGraw-Hill, New York, NY, chapters 2,13, and 14. 14 Radzevich, S., 2012, Dudleys Handbook of Practical Gear Design and Manufacture, 2nd ed., CRC Press Taylor & Francis Group, Boca Raton, FL 15 Richard Budynas, and J Keith Nisbett. Mechanical Engineering Design. 9th ed. 1021. New York: McGraw-Hill, 2011. Print.開 題 報 告本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：1.提出的問題：中國汽車工程學會巴哈大賽要求參賽車隊設計、制造并駕駛自己的全地形越野車來同場競技。安全是非常重要的一項，賽車必須通過賽前的發(fā)動機、車身、車手逃生等安全檢查才能獲得參賽資格。發(fā)動機安全和公平性檢查部分由百力通技術團隊負責每輛賽車只有在通過 29 項發(fā)動機檢測項目后，才能貼上“發(fā)動機檢測通過”標志。本課題的主要目的是設計和建造的巴哈車輛，滿足客戶和利益相關者的要求和需要。傳動機構(gòu)的主要目標是有一個最大速度 30 英里每小時，最大扭矩 290 磅英尺，且易于駕駛的機構(gòu)。團隊決定使用無級變速器和差速器。發(fā)動機是由 SAE 提供。無級變速器使司機駕駛更加更加流暢。差速器將被連接到反向能力的移動繩索。 節(jié)氣門控制系統(tǒng)采用節(jié)流閥拉索和氣體面板來控制發(fā)動機的節(jié)流閥。2.提出的設計：該傳動系統(tǒng)的最終設計符合我們的目標和比賽規(guī)則。巴哈仍將使用 the Briggs and Stratton 10 馬力的發(fā)動機與 CVTech-AAB 的無級變速器的連接。無級變速器具有低傳動比 0.43:1 和最高傳動比 3：1。變速系統(tǒng)包括一個差速器，撥線和一個變速箱。Dana Spicer H-12 FNR differential provides the vehicle with a forward ration of 13.25:1 and a reverse ratio of 14.36:1。換檔線再到變速器箱連接。節(jié)氣門控制系統(tǒng)采用節(jié)流閥電纜和氣體面板來控制發(fā)動機的節(jié)流閥。傳動裝配在發(fā)動機懸置。3.模型初步設想：4.發(fā)動機規(guī)格及參數(shù)：發(fā)動機規(guī)格型號 20S2排量 305cc缸徑 79.24mm行程 61.93mm機油容量 0.8L汽油容量 3L壓縮比 8:15.巴哈賽車的成本樣圖發(fā)動機檢修參數(shù)(僅在發(fā)動機出現(xiàn)故障時檢查)型號 200000火花塞間隙 0.76mm火花塞鎖緊扭矩 20Nm磁電機間隙 0.20-0.30mm進氣門間隙 0.10-0.15mm排氣門間隙 0.10-0.15mm 開 題 報 告指導教師意見：指導教師： 年 月 日所在系審查意見：系主任： 年 月 日