方程式賽車制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)分析開題報(bào)告,方程式賽車,制動,系統(tǒng),設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn),試驗(yàn),分析,開題,報(bào)告,講演,呈文 關(guān)于《方程式賽車制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)分析》的開題報(bào)告 引言： 汽車是現(xiàn)在交通工具中用的最多、最普遍、最方便的交通工具。隨著國內(nèi)汽車市場的迅速發(fā)展，汽車的保有量快速增長，汽車安全問題也成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，而其中制動系統(tǒng)則是有關(guān)于汽車安全的最重要的系統(tǒng)之一。同時(shí)對于賽車而言，制動系統(tǒng)更是決定成績好壞的重要系統(tǒng)之一。根據(jù)FSAE賽車的需求，設(shè)計(jì)一套高效能的制動系統(tǒng)，使賽車在比賽中在盡可能短的距離內(nèi)有足夠的制動力制動減速，擁有優(yōu)秀的性能表現(xiàn)。 一． 課題背景： Formula SAE，是由各國SAE，即汽車工程師協(xié)會舉辦的面向在讀或畢業(yè)7個(gè)月以內(nèi)的本科生或研究生舉辦的一項(xiàng)學(xué)生方程式賽車比賽，要求在一年的時(shí)間內(nèi)制造出一輛在加速、剎車、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。自1981年創(chuàng)辦以來，F(xiàn)SAE已發(fā)展成為每年由7個(gè)國家舉辦的9場賽事所組成，并有數(shù)百支來自全球頂級高校的車隊(duì)參與的青年工程師盛會。 FSAE方程式（Formula SAE）系列賽源于1978年。第一次比賽于1979年在美國波斯頓舉行，13支隊(duì)伍中有11支完賽。當(dāng)時(shí)的規(guī)則是制作一臺5馬力的木制賽車。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的能力。為給車隊(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，在整車設(shè)計(jì)方面將會限制很少。賽前車隊(duì)通常用8至12個(gè)月組的時(shí)間設(shè)計(jì)、建造、測試和準(zhǔn)備賽車。在與來自世界各地的大學(xué)代表隊(duì)的比較中，賽事給了車隊(duì)證明和展示其創(chuàng)造力和工程技術(shù)能力的機(jī)會。 制動系統(tǒng)——基本要求： 賽車必須安裝有制動系統(tǒng)。制動系統(tǒng)必須作用于所有四個(gè)車輪上，并且通過單一的控制機(jī)構(gòu)控制。 制動系統(tǒng)必須有兩套獨(dú)立的液壓制動回路，當(dāng)某一條回路系統(tǒng)泄漏或失效時(shí)，另一條回路還可以至少保證有兩個(gè)車輪可以維持有效的制動力。每個(gè)液壓制動回路必須有其專用的儲液罐（可以使用獨(dú)立的儲液罐，也可以使用廠家生產(chǎn)的內(nèi)部被分隔開的儲液罐）。安裝有限滑式差速器的車橋，其兩個(gè)車輪可以使用單個(gè)制動器制動。 制動系統(tǒng)必須在后述的測試中，能夠抱死所有四個(gè)車輪。禁止使用線控制動。禁止使用沒有保護(hù)的塑料制動管路。 制動系統(tǒng)必須被碎片護(hù)罩保護(hù)，以防傳動系失效或小碰撞引起的碎片破壞制動系統(tǒng)。從側(cè)面看，安裝在賽車簧上部分上的制動系統(tǒng)的任何部分都不可以低于車架或者單體殼的下表面。 制動踏板必須設(shè)計(jì)能承受2000N 的力而不損壞制動系統(tǒng)和踏板機(jī)構(gòu)。需要通過賽會任何裁判在正常坐姿下施加在最大踩踏力在踏板上進(jìn)行檢測。 制動踏板必須由鋁合金，鋼或者鈦加工而成。 賽車的制動系統(tǒng)將被進(jìn)行動態(tài)測試，測試時(shí)，賽車將首先在制動檢查官規(guī)定的直道上加速，在直道末端，賽車必須制動至靜止，并要求四輪抱死且不跑偏。 賽車必須裝有制動踏板超行程開關(guān)。當(dāng)制動系統(tǒng)失效時(shí)引起制動踏板的行程超出正常范圍時(shí)，該開關(guān)必須能夠使發(fā)動機(jī)熄火。該開關(guān)必須能夠切斷點(diǎn)火系統(tǒng)和噴油系統(tǒng)的電源。重復(fù)的作用該開關(guān)不能恢復(fù)上述系統(tǒng)的電源。并且該開關(guān)不能被車手重置。該開關(guān)必須為模擬電路元器件，不能通過可編程邏輯控制器、ECU，或有相似功能的數(shù)字控制器來替代。 制動燈必須為紅色，至少15 瓦（或等同于15 瓦），且從后方清晰可見。如果使用了LED（發(fā)光二極管）制動燈，則必須在非常強(qiáng)的日光下也清晰可見。制動燈的安裝高度必須在車輪中心線和車手肩膀高度之間，且接近賽車中心線。 二． 課題研究意義： 本文課題來自于近年來國內(nèi)開始舉辦的一項(xiàng)在國際上具有悠久歷史賽車設(shè)計(jì)大賽—大學(xué)生方程式設(shè)計(jì)大賽。2010年FSAE進(jìn)入中國，由各高等院校汽車工程或與汽車相關(guān)專業(yè)的在校學(xué)生組隊(duì)參加。FSAE要求各參賽隊(duì)按照賽事規(guī)則和賽車制造標(biāo)準(zhǔn)，自行設(shè)計(jì)和制造方程式類型的小型單人座賽車，并攜該車參加全部或部分賽事環(huán)節(jié)。比賽過程中，參賽隊(duì)不僅要闡述設(shè)計(jì)理念，還要由評審裁判對該車進(jìn)行若干項(xiàng)性能測試項(xiàng)目，賽車制動性是檢測的重中之重，其性能的高低直接影響賽事過程的安全性。同時(shí)本課題的研究旨在熟悉賽車的制動系設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，發(fā)揮自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。同時(shí)了解賽車制動系與普通民用車的制動系的區(qū)別及性能上的差異。并且在參與實(shí)際制作過程中熟悉各種各樣加工設(shè)備的使用操作方法，增強(qiáng)實(shí)踐動手能力。在制作過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的缺陷不足，進(jìn)行改進(jìn)改善，調(diào)整。在后期整車調(diào)試中更加能幫助了解如何才能調(diào)試出一輛性能更為優(yōu)秀的賽車。 三．課題研究方向 制動系統(tǒng)是汽車上用以使外界（主要是路面）在汽車某些部分（主要是車輪）施加一定的力，從而對其進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動的一系列專門裝置。制動系統(tǒng)作用是：使行駛中的汽車按照駕駛員的要求進(jìn)行強(qiáng)制減速甚至停車；使已停駛的汽車在各種道路條件下（包括在坡道上）穩(wěn)定駐車；使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定。對汽車起制動作用的只能是作用在汽車上且方向與汽車行駛方向相反的外力，而這些外力的大小都是隨機(jī)的、不可控制的，因此汽車上必須裝設(shè)一系列專門裝置以實(shí)現(xiàn)上述功能。 為了保證汽車行使安全，發(fā)揮高速行使的能力，制動系必須滿足下列要求 1．制動效能好。評價(jià)汽車制動效能的指標(biāo)有：制動距離、制動減速度、制動時(shí)間 2．操縱輕便，制動時(shí)的方向穩(wěn)定性好。制動時(shí)，前后車輪制動力分配合理，左右車輪上的制動力應(yīng)基本相等，以免汽車制動時(shí)發(fā)生跑偏和側(cè)滑。 3．制動平順性好。制動時(shí)應(yīng)柔和、平穩(wěn)；解除時(shí)應(yīng)迅速、徹底。 4．散熱性好，調(diào)整方便。這要求制動蹄摩擦片抗高溫能力強(qiáng)，潮濕后恢復(fù)能力快，磨損后間隙能夠調(diào)整，并能夠防塵、防油。 5．帶掛車時(shí)，能使掛車先于主車產(chǎn)生制動，后于主車解除制動；掛車自行脫掛時(shí)能自行進(jìn)行制動。 為了保證汽車安全行駛，提高汽車的平均行駛車速，以提高運(yùn)輸生產(chǎn)率，在各種汽車上都設(shè)有專用制動機(jī)構(gòu)。這樣的一系列專門裝置即稱為制動系統(tǒng)。 汽車制動系統(tǒng)功用 1）保證汽車行駛中能按駕駛員要求減速停車 2）保證車輛可靠停放 四．本課題主要工作內(nèi)容： （1）熟悉中國大學(xué)生方程式的賽事規(guī)則，尤其是對制動系統(tǒng)的要求，根據(jù)FSAE 賽車的需要，設(shè)計(jì)一套高效能的制動系統(tǒng)，能保證在賽車的試驗(yàn)與安檢中對制動系統(tǒng)的基本需求，并使賽車在比賽中能夠擁有良好的制動性能使其在盡可能短的距離內(nèi)減速、制動，在彎道中能有優(yōu)秀的性能表現(xiàn)，以保證賽車與賽手的安全。 （2）在設(shè)計(jì)中，當(dāng)賽車所使用的輪胎型號及性能確定后，根據(jù)整車的參數(shù)選擇合適的摩擦片材料，主缸、卡鉗、比例閥等零部件型號尺寸，對關(guān)鍵部件進(jìn)行設(shè)計(jì)與有限元分析，取得其關(guān)鍵性能數(shù)據(jù)。 （3）在賽車試驗(yàn)中，采集汽車的制動性能數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以此指導(dǎo)制動系統(tǒng)的改進(jìn)。 五．本課題方案及設(shè)計(jì) （1）查找文獻(xiàn)，根據(jù)方程式賽事規(guī)則及汽車制動系統(tǒng)原理，設(shè)計(jì)一套制動系統(tǒng)。 （2）熟悉和掌握FSAE 賽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)方法、制造工藝和材料選擇，完成各關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)，計(jì)算，建模和分析； （3）熟悉和掌握3D軟件的使用，并設(shè)計(jì)制動系統(tǒng)的三維模型； （4）熟悉和掌握有限元軟件，對制動系統(tǒng)關(guān)鍵部件進(jìn)行有限元分析； （5）對賽車制動系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)車裝配與試驗(yàn)，對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 （6）撰寫并完成論文及其相關(guān)文件。 六．主要參考資料（外文資料至少一篇） [1] 趙迎生.汽車聯(lián)合制動系統(tǒng)制動力分配系數(shù)優(yōu)化[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào).2009. 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