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1、序号 （学号）： 281140303长 春 大 学毕 业 设 计 说 明 书大学生方程式赛车设计（发动机匹配试算与装配设计）姓 名沈姗姗学 院车辆工程学院专 业汽车服务工程班 级1140303指导教师李未(教授)2015年5月20日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是由各个大学在校学生组队参加的汽车设计与制造的一项比赛。各参赛车队严格遵循比赛规则，在一年内自主设计和生产出一辆在各方面优秀的小型单人座休闲赛车，进行比赛。本文是对大学生方程式赛车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，运用汽车设计、发动机原理、汽车构造等知识，
2、通过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。我将采用GT-Power、FLUNT等软件对排气系统进行优化设计，采用四个分置的进气歧管，避免了由于进排气时间不同而出现挣气现象，使得进排气更加顺畅，发动机在动力方面更出色。建议进气系统使用限流阀这样可以使赛车更加安全，这样可以让学生更好的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，又符合大赛规定。应用流体力学设计谐振腔，使得进气量多。关键词：方程式赛车（FSAE），发动机，匹配，进排气Design of FSAE (trial matching and ass
3、embly design of engine)ABSTRACTContest of Chinese college students formula car is by each team for university students in car design and manufacture of a game. Each participating team strictly follow the rules of the game, the independent design and production in one year out of a good in all aspect
4、s of small single leisure car, for the game.This article is on college students formula engine system matching of the trial and the structure design, through understanding engine performance parameters, structure parameters, using the principle of automobile design, engine, automobile structure, suc
5、h as knowledge, through the Internet query information of engine to choose. This paper mainly discusses how to improve the inlet and exhaust and cooling system of engine, the engine the desired state, and in accordance with the rules of the competition. I will use the GT - Power, FLUNT optimize the
6、exhaust system design of software, such as the four division of the intake manifold, to avoid the phenomenon make gas due to different inlet and exhaust time, makes the exhaust more smoothly and the engine better in terms of Power. Suggested that the air intake system use flow-limiting valve so that
7、 we can make cars safer, this can let students learn how to better improve the air intake system, make it two of the shape of the nose cone, making intake no dead Angle, and comply with the regulations of competition. Application of fluid mechanics cavity is designed to ensure the air inflow.Keyword
8、s: formula (FSAE), engine, match, into the exhaust目 录第一章 大学生方程式赛车简介1 1.1 赛事简介1 1.2 愿景与使命1第二章 发动机的匹配12.1 发动机的匹配12.1.1 匹配的定义12.1.2 发动机匹配的应用场合22.2 发动机的机械匹配技术32.2.1 发动机和变速器的选型和匹配42.2.2 设计与分析22.3 发动机管理系统及其开发技术22.3.1 发动机管理系统22.3.2 发动机管理系统开发技术32.4 发动机的标定技术32.4.1 发动机标定62.4.2 发动机标定软件32.4.3 发动机标定设备32.4.4 发动机标
9、定试验32.5 其它相关电气系统的开发32.5.1车载网络系统的开发32.5.2 电气线束系统的开发32.6 发动机的选购32.6.1 赛车发动机的选择原则32.6.2 以下是国内几款常用FSAE发动机的资料3第三章 发动机进排气系统的匹配73.1 FSAE进排气系统和限流阀的关系73.2 GT-Power介绍73.3 发动机的进排气管73.3.1 进气管长度对发动机性能影响83.3.2 排气管长度对发动机性能影响83.4 限流阀的作用意义83.4.1 什么是进气限制器93.4.2 进气限制器的作用93.4.3 为什么要有进气限制器103.5 谐振腔CAE分析方法113.6 进排气歧管的设计1
10、13.7 进排气最终方案133.7.1 进排气系统UG图133.7.2 进排气CAD图14第四章 冷却系统匹配154.1 冷却系统的总体布置原则154.1.1 提高进风系数154.1.2 提高冷却液循环中的散热能力154.2 膨胀水箱的选择154.3 水管的设计154.4 防冻液的选择164.5 冷却系统的固定16第五章 润滑系统175.1 润滑的意义175.2 润滑的方式175.3 润滑系统的组成及油路185.4 曲轴箱通风装置185.5 机油的功用195.6 机油的使用特性及机油添加剂195.7 机油的分类205.8 机油泵225.9 机油滤清器225.10 冷却器23第六章 总结24参考
11、文献25致 谢26附 录27 第一章 大学生方程式赛车简介1.1 赛事简介中国大学生方程式汽车大赛是由各个大学在校学生组队参加的汽车设计与制造的一项比赛。各参赛车队严格遵循比赛规则，在一年内自主设计和生产出一辆在各方面优秀的小型单人座休闲赛车，进行比赛。2010年中国第一届FSAE成功举办，秉持着“中国创造擎动未来”的原则，根据中国汽车产业的现实情况，参考其他国家的成功经验，开展了一个汽车人才之间自主交流的平台，通过全方位考核，提高学生们在设计制造，沟通交流，自主创新等各方面的能力，提高了学生的综合素质，为中国的未来发展培养人才。1.2 愿景与使命促进中国汽车产业自主研发与科技进步， 完善汽车
12、人才培育机制。搭建自主创新技术的国际平台，帮助汽车人才吸取全世界最新的技术，关注最新动态，丰富知识储备，积极参与国际汽车技术标准的更新与提升。深化中国汽车产业自主创新的主流意识，增强汽车厂家的责任感，帮助汽车品牌的自我发展与创新。第二章 发动机的匹配2.1 发动机的匹配2.1.1 匹配的定义在设计过程中，根据各个零部件的性质，合理地选择发动机、变速器等，对他们进行合理的匹配，通过计算和实验来确定该车的整体功能如何，最终选择一款在动力经济等各方面都优异的车进行比赛。2.1.2 发动机匹配的应用场合发动机匹配项目主要有：一新车型的开发研制过程中，使用新的动力系统；二旧车型更换新的发动机。2.2 发
13、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一、设计计算根据汽车的实际功能要求对发动机进行匹配，确认发动机变速器的型式及参数，2种方法：1、仿真计算在设计汽车的模型基础上，输入发动机和变速器等参数，设定一些要求使其进行循环行驶，最后确定汽车的动力性、经济性、制动性能等。计算迅速，能反映出对整车性能影响最明显的各项参数。2、参数优化我们将汽车的动力性、经济性、制动性等作为Y函数，将发动机功率、传动比等作为X函数，设定一定的要求，寻求最佳组合。二、发动机和变速器的布置在完成发动机匹配设计计算后，根据初步确定的计算参数和汽车布置形式，通过CAD画图进行匹配，检查干涉情况，并进行相应的改动
14、，确定最终位置，进行下一步工作。三、发动机附件系统的开发 发动机系统由进排气系统、燃油供应系统、冷却减温系统、动力转向系统等组成。2.2.2 设计与分析1、CAD设计在现代汽车的开发过程中，需要应用CAD软件来设计汽车和部件的数字模型。2、CAE分析CAE分析主要是对发动机的噪声、振动、支撑、热力学、计算流体力学分析。2.3发动机管理系统及其开发技术2.3.1发动机管理系统发动机管理系统是由控制喷射、排放控制、电子点火、起动、防盗、诊断等组成的集成电路系统。EMS随着电控技术的发展、严格的法律和人们的要求不断发展创新，它可以明确灵活的控制发动机，使其达到最佳工作状态。2.3.2 发动机管理系统开发技术发动机管理系统开发技术涉及到计算机技术、自动控制、嵌入式系统、发动机技术等多个领域，是一个非常复杂的系统。2.4 发动机的标定技术2.4.1 发动机标定 是指发动机在不同的环境下工作，通过调整参数，使其达到最佳状态，获得参数的试验。主要工具是发动机标定软件和标定设备。2.4.2 发动机标定软件从发动机传感器采集试验数据，进行专业处理，将其输进汽车ECU中，现在出现了基于试验优化技术的标定软件，它可以优化方案，减少试验次数缩短时间，同时可以减少费用。2.4.3 发动机标定设备 在发动机标定试验中，发动机标定设备可以测量转速、温度、压力，将标定数据输进汽车ECU中。2.
