中国巴哈大赛赛车底盘设计开题报告

1、开题报告文献综述1.1 BSC赛事背景及意义中国大学生方程式汽车大赛已经成为培养中国汽车科技精英的摇篮，五年来从这个摇篮里走出的一批批青年才俊已经成为相关企业的技术骨干，正在实践着中国汽车自主发展的“强国梦”。党和国家提出了实现民族强盛的“中国梦”总体目标。中国已经成为世界第一大汽车制造国，目前正处于从大国迈向强国的转型时期。为实现这一理想，汽车产业需要培养更多的技术技能型人才。为服务于创新型国家建设、服务于文化大繁荣和文化大发展，完善我会青年工程师差异化阶梯式培养平台，中国汽车工程学会又推出了一个更新鲜、更刺激、更有趣的赛事一一中国汽车工程学会巴哈大赛。中国汽车工程学会巴哈大赛BajaSAE

2、China（简称BSC赛）是一项由中国汽车工程学会主办，由高等院校、职业院校汽车及相关专业在校生组队参加的越野汽车设计、制造和检测的比赛。是在各院校间开展的汽车设计和制作竞赛。该项赛事是继“中国大学生方程式汽车大赛”成功举办之后，中国汽车工程学会推出的又一个全新的技能型人才培养平台。Baja是西班牙语越野车的意思，巴哈大赛最早起源于1976年的美国南卡罗来纳大学，是大学生方程式汽车大赛的前身，适合职业院校和本科低年级学生参与。各参赛车队按照赛事规则和赛车制造标准，在规定时间内，使用同一型号发动机，设计制造一辆单座、发动机后置、后驱的小型越野车。BSC赛相比与大学生方程式汽车大赛，它将比赛的场地

3、从铺装赛道改为了非铺装的砂石赛道，让学生们能够尽情体验一把越野的快感，同时也能够让学生们玩的更放肆，更尽兴。中国汽车工程学会在2015年初将BSCW事引入我国，并结合本土情况对赛事规则做出了适应性的调整。竞赛包括多种静态与动态项目测试，静态项目包括技术检查、赛车设计、成本与制造、商业营销等，动态项目包括牵引力测试、操控测试、爬坡测试、耐力测试等。为了提高赛事的安全性，组委会制定了严格的规则限制。动力方面，组委会为各支参赛车队免费提供一台百利通发动机，动力仅为10马力，并不得改装，同时要求比赛车速不得超过40公里每小时，其他方面也都有明确的规定。BSC是一项全新的技术教育和工程实践教育手段，集技

4、术性、趣味性于一身，已成为各国发现和培养汽车产业技能型人才最重要的非教育领域的社会化公共平台。该赛事使得参与其中的同学能够将理论与实践做到融合，对于提高学生的专业技能有很大的帮助，同时给参赛学生带来新的挑战。大赛真正以兴趣为导向，崇尚“人人皆可成才，人人尽展其才”的现代职教精神，可以使参赛学生进一步掌握汽车结构设计、制造、装配、调教维护、市场营销、成本控制等多方面的专业知识技能，提高学生的团队合作能力。BSC也是一项非盈利社会公益事业，利在当代，功在未来。项目的运营和发展整合了优秀院校资源、整车和零部件制造商资源，获得了政府部门和社会各界的大力支持及品牌企业的资助。社会各界对BS颂目投入的人力

5、支持和资金支持将全部用于赛事组织、赛事推广和为参赛学生设立赛事奖金。中国的巴哈赛事一经发布便受到了各高校及职院的热情响应，第一届比赛的报名参赛车队就达到33支，最终报到注册29支车队。比赛于2015年8月26日完成车队报到、注册，27日进行了技术检查、静态项目和赛前练习，28日展开了爬坡比赛及操控性比赛，以及最终29日的2小时耐久赛，全面考核了学生选手在理论知识和动手实践两方面的综合能力。BSO以培养高素质技术技能人才为核心的竞赛平台。同时，通过各学院之间的同场竞技，真正体现、提升专业内涵，为汽车产业输送更多复合型人才，促进汽车运动文化产业的蓬勃发展。本届中国巴哈大赛使用的发动机全部是百力通M

6、20发动机，该发动机也是全球多个国家BajaSAE的指定比赛发动机。百力通公司有专门的赛事发动机部门，从1976年美国首届Baja比赛开始，百力通(Briggs&Stratton)已连续30年为BajaSAE提供发动机和赛事支持。目前，举办巴哈赛事的国家有：美国、墨西哥、加拿大、南非、巴西、印度、韩国等。在各方面的大力支持下，在各院校的广泛参与下，首届中国汽车工程学会巴哈大赛于2015年8月29日在山东潍坊完美落幕，大赛取得了圆满成功。且继首届之后，2016中国汽车工程学会巴哈大赛于2016年10月18日21日在湖北襄阳梦想赛车场成功举办，总共有63支本专科院校同场竞技，其中本科院校2

7、8支，职校33支，企业队伍2支。相较于2015年的35支队伍，越来越多的学校参与其中。中国巴哈组委会主任、中国汽车工程学会副秘书长闫建来强调：“巴哈赛事不单纯是体育竞技，还是以培养创新和技能型人才、服务于汽车产业、繁荣汽车文化为目的的公益教育培训项目”。1.2 BSC赛事规则为了更有效的做好巴哈大赛组织管理工作，在紧跟国际BajaSAE潮流的同时融入本土特色，巴哈大赛规则委员会结合2016巴哈大赛出现的问题修订了2017年大赛规程，现正式发布。本规则共分五部分：A部分介绍了管理规定，内容包括大赛概况、政策、参赛资格和注册；B部分介绍了技术要求，内容涉及赛车的设计和制造的要求以及限制；C部分介绍

8、了静态赛事规则，内容涉及赛车的技术检查、赛车设计、成本与制造分析项目以及商业营销简介等；D部分介绍了动态赛事规则，包括直线加速测试、爬坡或者牵引测试、专项测试、耐力赛测试及竞赛流程和规则等。1.3 BSC赛车制造标准要求赛事对赛车各系统的材料，结构等都做出了详细的规定。但是除了对赛车的安全性有大量详细的要求以外，比赛规则整体上比较开放。目的就是为了在充分保证参赛人员人身安全的前提下，尽可能的为参赛学生营造一个自由的比赛环境，来鼓励学生发挥想象力和创造力，使更多的原创设计和多种形式的赛车出现在赛场上。根据每年比赛所遇到的问题和其他各方面因素的变化和发展，BSC#事规则委员会每年都会对比赛规则进行

9、修订，使比赛规则更加合理系统。比赛规则主要分为两部分，赛车技术要求和比赛条例。赛车技术要求的总结和归纳如下：1.赛车的四个(或多个)车轮不能在一条直线上；2.使用美国百力通公司(Briggs&Stratto)M20汽油发动机；3.发动机不得对进气及排气管道进行去除材料的调整；4.不得改变或修改凸轮轴、曲轴、连杆和飞轮；5.制动灯应通过液压开关激活。每台赛车都需要有至少2个液压开关；6.制动系统必须能够制动全部四个车轮；7.赛车必须配有两个易于操作的切断开关，以便关闭发动机；8.大量安全和结构强度要求。参考文献：1陈家瑞.汽车构造：下册M.5版.北京：人民交通出版社，2006:244-2

10、47.2王望予.汽车设计（第3版）.北京：机械工业出版社，2003,187-1923余志生.汽车理论（第3版）M.机械工业出版社，2000.4高卫民.四杆式双横臂悬架的运动分析J.同济大学学报，1997,（4）:445-4495刘坚雄.赛车的前轮定位参数的优化设计.华南理工大学.广州.5106406胡宁.现代汽车底盘构造M.上海：上海交通大学出版社，2003.7李栓成.双横臂扭杆悬架受力分析及刚度计算.军事交通学院学报，2010,No.18上海汽车文化节主委会.汽车文化2007M.上海：上海交通大学出版社，20079何献忠，李萍.优化设计及应用（第2版）M.北京：北京理工大学出版社，1995.

11、10李理光.中国大学生巴哈大赛规则（2016.公示版）.中国汽车工程学会11张伟社，杨小安.圆柱螺旋弹簧的简化设计J.机械设计，2006,3:17-21.12杨宗孟，汽车钢板弹簧的设计与计算J.汽车技术，2008,5:24-27.13Kenedi,P.P.,“DynamicExperimentalAnalysisofaMini-BajaVehicleFrontSuspension",SAEPaper2001-01-3846,2001.14 Gertz,L.c.,Martelo,L.,Laranja,R.A.C,Rech,C.,BalbinotA.,Brllsamarello,V.J.

12、"AnOff-RoadSuspensionDesign"SAEPaper2005-01-4024,200515 SAEInternational,“SAECollegiateDesignSeries:2014BajaSAESeriesRules,”201416徐安石.汽车构造：底盘工程M.北京：清华大学出版社，2008.17常明.汽车底盘构造M.北京：国防工业出版社，200518臧杰，阎岩.汽车构造：下册M.北京：机械工业出版社，2005.开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1 .研究解决的问题：本设计完成一辆单座、发动机后置、后驱的小型越野车。本课

13、题要求根据2017年中国汽车工程学会巴哈大赛规则和赛车制造标准要求，对赛车进行底盘设计及优化并协同制作巴哈赛车。尤其要熟悉、掌握赛车底盘组成及工作原理；详细了解大赛规则；并确定赛车底盘的选型原则（传动系统、轮物轮胎、车身车架结构、悬架系统、转向系统、制动系统）。因此在其设计过程中，不可避免的出现了很多未解决得难点疑点。由于BSC是近几年由中国汽车工程学会引进的一项新型赛事，各个结构的设计还不成熟，很难查到相关的资料。因此赛车结构设计的初期设想是一个很大的难点，尤其是对赛车底盘的1设计，因为有一个好的底盘才能搭载强大的发动机。2 .研究方案：为了更好的了解所作题目，查阅已有文献资料是十分重要的，

14、由于BSC的资料很少的。因此，在设计过程中，广泛的搜集资料，并借鉴了往届BSC勺一些数据资料对我的设计工作起了很大的帮助。在这些文献综述中，详细的介绍了赛车的一般设计思路，如外形的设计，具体结构等等，都对我即将所作的设计提供了很大的帮助，此外，为了更好的设计赛车的结构，在轴、齿轮等重要元件的设计过程中保证其结构的准确性，又对机械设计等专业课本进行了系统的复习，但还是有很多关键技术是专利项目，不会公布在资料之中的。所以，我参考用的资料并不能解决我在设计过程中所遇到的所有难点，有许多的问题是根据我自己的想法来做的。因为我的这些想法并不成熟，没有太多的实践性，所以，在解决一些棘手问题时并不能够很好的

15、解决。在今后的设计中，还需要通过实践，对其一步一步的进行改进。一辆巴哈赛车的基本构成包括：车架，悬架，轮毂立柱，刹车系统，转向系统，座椅、安全带等安全装备，发动机（统一提供），传动系统赛车底盘设计完全是围绕大赛组委会体出的参赛标准，并受赛车车身车架结构、悬架系统、以及制动系统等相关结构制约下而设计。除此以外加工能力、生产成本也是必须要考虑的必要因素。本文主要研究以下几方面的问题：（一）赛车的车身车架结构设计1）车架承受力：1 .负载弯曲；2 .非水平扭动；3 .横向弯曲；4 .水平菱形扭动.2）车架要求：1 .满足汽车总布置的要求；2 .足够的强度和适当的刚度；3 .车架质量尽量小，即轻量化；4 .与地面保持适当的距离，尽量降低车的重心车架选择：桁架式车架或者脊梁式车架.3）选择方式： 脊梁式车架：该类型车架质量小；强度、刚度较大；重心低，行驶稳定性好；但是车架制造精度要求高、保养维修困难。样图如下（中梁式车架）：to1-链接桥2-中央脊梁3-分动器壳4-驾驶室后部及货箱副梁前部托架5-前悬架扭杆弹簧6-前脊梁7-发动机后部及驾驶室前托架8-前桥壳9-发动机前托架10-连接货箱副梁的托梁11-中桥壳12-后悬架的钢板弹簧13-后桥壳14-连接货箱副梁的托架 桁架式车架：由于该类型车架由钢管组合焊接而成