關(guān)于Honda節(jié)能車競技大賽節(jié)能車的部分設(shè)計

1、Honda節(jié)能車競技大賽節(jié)能車的部分設(shè)計（部分插圖是我們用Solidworks軟件制作的基本草圖）引子隨著近年來社會的不斷高速發(fā)展，能源節(jié)約，環(huán)境保護問題已經(jīng)漸漸受到人們越來越多的關(guān)注。世界石油儲備的急劇減少及原油價格的不斷上漲預示了節(jié)能是當代汽車發(fā)展的必然趨勢。根據(jù)Honda中國節(jié)能競技大賽的大賽規(guī)則，我們在節(jié)能車的設(shè)計過程滿足競賽要求的基礎(chǔ)上，要盡量降低整車機構(gòu)復雜度從而降低整車質(zhì)量，同時減小整車行駛阻力。這就需要對節(jié)能車的行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、動力傳輸系統(tǒng)等各系統(tǒng)以及車身、車架、駕駛員作合理的布置配合?？傮w設(shè)計方案節(jié)能競技大賽是各參賽團隊設(shè)計制作的節(jié)能車在規(guī)定時間，規(guī)定路線下行駛一段距離，

2、并由此換算出一升汽油能夠行駛的距離，耗油量少則勝出的賽事。其中參加比賽車輛的發(fā)動機統(tǒng)一搭載由本田公司開發(fā)的Honda125cc化油器低油耗四沖程發(fā)動機，發(fā)動機可自由改造。1 總體布置形式由于比賽規(guī)則規(guī)定參賽車輛必須是三輪及三輪以上，綜合考慮了其耗油量，駕駛安全性，行駛穩(wěn)定性以及大賽要求之后，我們選擇比賽中最常見的前兩輪后一輪的布置形式。同時由于該方案采用的是后一輪驅(qū)動，因此就可以直接省去了差速器和驅(qū)動半軸等結(jié)構(gòu)，大大降低了機構(gòu)的復雜程度。2 車架的結(jié)構(gòu)與材料在車架的結(jié)構(gòu)和材料的確定中應該同時考慮到小巧、輕便、結(jié)實、安全、價格等因素。車架的質(zhì)量在一定程度上直接影響到油耗。而且所選材料以及結(jié)構(gòu)的合

3、理性對車輛的安全性也有著很大的影響。綜合考慮下，選擇鋁合金梯形結(jié)構(gòu)車架還是比較合適的。因為鋁合金密度比鋼材小得多，相同體積下質(zhì)量比較小，鋁合金材料的加工很方便同時鋁合金的價格相對于鎂合金，碳纖維增強復合塑料等一些高級材料來說也有著很大的優(yōu)勢。 3 驅(qū)動方案確定因為前面采取的是前兩輪后一輪的布置形式，所以驅(qū)動方案選擇后輪驅(qū)動，這樣就簡便了機構(gòu)。節(jié)能車需要盡量減少重量，發(fā)動機上多余的部件都可以除去，所以，應當把發(fā)動機上的一檔、二檔、三檔都拆掉，只留下空擋和最高檔以減輕重量。4 車輪的選擇節(jié)能車比的就是耗油量，所以對直接關(guān)系到滾動阻力和行駛平穩(wěn)性的車輪也是很重要的一環(huán)。因為國內(nèi)還沒有節(jié)能車專用車輪，

4、我們選擇20英寸的自行車專用輪。需要注意的一點就是在節(jié)能車轉(zhuǎn)彎時車軸和車輪還受到了側(cè)向力的作用，因此車輪和車軸的接觸點輪轂，為減少摩擦使車輪平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，不能使用自行車專用軸承，而要加裝機械用的滾珠軸承來增大強度。并且所選車輪的車軸也必須要有足夠的強度。為減少輪胎接地面積以減少滾動阻力，三個輪胎均使用高氣壓輪胎。車輪安裝定位，采用主銷后傾角，相對于自行車主銷后傾角的22度和汽車的2，3度，節(jié)能車既是前兩輪，同時又比汽車窄的多，縱向力小得多，所以可以定為10度。前輪外傾角基本可以設(shè)為0度，節(jié)能車既不前束也不后束。5 轉(zhuǎn)向機構(gòu)轉(zhuǎn)向機構(gòu)的確定應該綜合考慮車輛的結(jié)構(gòu)形式，而且因為所設(shè)計車輛為專用比賽車輛，

5、還應該考慮到場地因素。為了保證足夠的轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向安全性，選擇了阿卡曼整體式梯形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向裝置。其原理是轉(zhuǎn)向橫拉桿的長度比前軸短，形成梯形結(jié)構(gòu)，這樣，在車輛轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)側(cè)車輪的轉(zhuǎn)向角度就會略大于外側(cè)輪的轉(zhuǎn)向角度，且前輪的轉(zhuǎn)角中心落在后軸軸線的延長線上。阿卡曼式轉(zhuǎn)向示意圖 具體結(jié)構(gòu)尺寸還得到建模實驗時具體討論。在確定轉(zhuǎn)向機構(gòu)的位置時首先得考慮駕駛員的駕駛姿勢，然后確定轉(zhuǎn)向手柄的形式和位置。再者，節(jié)能車是輕型車，滿載和空載時情況很不同，車架和轉(zhuǎn)向系的變形也是無法預知的，于是需要梯形橫拉桿和轉(zhuǎn)向臂的相對位置是可以調(diào)節(jié)的。6 車身的設(shè)計 在汽車行駛過程中，總共有滾動阻力，空氣阻力和加速阻力。其中空氣阻力占

6、相當大的部分。合理有效的車身設(shè)計可以有效地降低空氣阻力，減少耗油量。以下是幾款比較著名的節(jié)能參賽車：3435.325km世界紀錄的富士山白號2500km泰國東南亞大學車隊中國第一輛超過1000km的賽車眾多高校隊眼中的同濟“神車”從上面我們可以發(fā)現(xiàn)，一流賽車車身都有一些共性，全封閉是必須的，車身高度都不是很高，底盤都很低，車頭車尾構(gòu)成了完整的流線型。鑒于我們學校和學生都是第一次參加這項比賽，無論資金還是技術(shù)方面都不成熟，所以，車身選擇比較簡單的，具備一般流線型的車身就可以了 7 節(jié)能車行駛方式節(jié)能大賽規(guī)定，參賽車輛必須保證全程平均時速在25km/h以上，最省油的行駛方式都是車輛加速到一定速度后，關(guān)閉發(fā)動機，滑行一段距離，等到車速降到一定時再重新加速，如此循環(huán).痛過參考其他車隊的資料，我們知道車速范圍是15-40km/h，即加速到40km/h后滑行到15km/h后再加速。具體數(shù)據(jù)可以等到車輛制作完成實驗的時候測量。以下是我們用軟件制作的基本草圖，僅