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众所周知,发动机对于车辆就如同心脏对于我们人类,是动力的源泉,车辆不仅仅要有动力源,还要有动力输出的装置,把发动机的动力输出到车轮上,这才可以使汽车跑起来。当然,也由此可见汽车的动力系统的重要性,所以,本文先来讲讲FSAE动力总成设计里的那些事。

动力总成和传动系统主要部件包括:

发动机、离合器、变速箱、进/排气歧管、消音器、空气滤清器、涡轮/机械

泵增压器、化油器/节气门体、发动机座、机油滤清器、火花塞、燃油喷射系统、燃油箱、燃油泵、燃油滤清器、燃油管路、散热器、冷却液管路、散热器风扇、软管夹、机油冷却器、传动链/带、点火线圈/高压钱、驱动轴、差速器基座、链轮/皮带轮、差速器轴承、差速器、万向节、保护罩、连接紧固件等。

1.发动机

发动机是汽车动力装置的心脏。并且,很多公司认为发动机是轻量化和高性能的一个关键的优先考虑因素。为了开发这样优秀的发动机,设计的重点是模拟各种变化的影响,进气和排气系统的引擎,以优化空气流动,从而确保高功率输出,而不损害可靠性和燃油效率。

比如设定整车性能指标如下:

(1)动力性指标

最高车速(km/h) >100

出弯加速时间/S <3(50~80km/h)

加速时间/S <5(0~75km/h)

最大爬坡度/% >10%(20km/h)

(2)经济性指标

FSAE工况续驶里程/km >25

发动机的选择:

赛车的设计有著诸多的限制,不仅仅是FSAE赛车,其他的赛车也是如此。

按2016年的FSAE大赛要求(每年都会有些不同,但是差异不大,这里拿一个举例),驱动赛车的发动机必须为四冲程、排量610cc以下的活塞式发动机。混合动力,例如使用车载储能设备驱动的电动机是不被允许的。所有来自初级热循环的废气或余热可以被再利用。转化的方法不局限于四冲程循环。

如果使用多个发动机,则总排量不得超过610cc,且所有进气气流必须流经同一个进气限流阀。必须在发动机进气系统中安装流通直径不大于20 mm 的进气限流阀。

裁判将会测量发动机的排量,如果有必要,甚至可能拆卸某些发动机,以便于测量其排量。初步排量检查将使用测量精度为1%的测量工具,并从火花塞安装孔处测量。该工具长381mm,直径30mm。车队可以选择在设计时为每个火花塞孔上方预留足够的空间,以缩减赛车检查的时间。

赛车必须安装车载启动机,并能在比赛中,在任何时候都能启动赛车。禁止使用推行启动,或者远程启动。

并且大多数的FSAE赛车的节气门将其动力限制在100马力以下。

一般都会选择市场上出售的发动机加以改装,满足自己赛车的需求即可。

例如一辆FSAE赛车选择本田大排 CBR 600rr型摩托车的发动机。

直列四缸水冷,DOHC结构,排量599cc,压缩比12.2:1。

最高马力:120ps/13,500rpm

最大扭力:6.73kg-m/11,250rpm

PC35EHONDA CBR600

2.进气系统

发动机进气系统与供油系统的所有零部件(包括节气门或化油器,以及整个进气系统:包括空气滤清器和气室)必须安装在外框内。(外框定义:主环最底部与车架末端最底部构成的平面和从防滚架顶部至四个轮胎的边缘)

进气系统的任何部分若离地高度小于350mm,必须按照相关的要求安装保护罩,以抵挡来自侧面或背面的碰撞。

对于进气歧管必须使用支架或者机械连接,牢固地固定在发动机体或者气缸盖。不允许使用钳夹,塑料扎带或者安全绳等。可以使用橡胶套管或者软管以实现气密,但是不允许将其用于结构固定。

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