文档介绍：2016 大学生创新创业结题报告项目名称:竞技型节能赛车车壳设计指导老师: 项目编号: 项目成员: 项目类型?竞技型节能赛车车壳优化设计属于创新训练项目、实物制作。项目简介?一、研究目的?当今全球汽车总量在 8亿左右,这么庞大的数量使整个社会在经济、劳动力、资源等等上都付出了沉重的代价,因此节能车就孕育而生了。本团队主要做的是对竞技型节能车的车壳进行研究,并通过对车壳的材料,结构,受力,各部分的强度要求进行优化来达到节能减排的目地。? Honda 中国节能竞技大赛创办至今已有 32 年历史,在日本举办的 31 届,在泰国也已经举办了 14 届,在中国已经举办了 7届。比赛的要求是参赛赛车使用同一的 Honda 低耗油汽油四冲程发动机,发动机以外的车架和车身等完全由各车队独自制作,每支参赛队带来的都是世界独一无二的赛车。赛车在指定的赛道内完成赛程,比赛谁消耗的燃油最少。?二、主要优化内容? 1、在确保节能有良好的视野的情况下,有效减少车身迎风面积,达到减少风阻的目的。? 2、车身材料的确定,通过对碳纤维材料的应用,来达到减轻质量的目的。? 3、车身外形优化,通过 SOLIDWROKS 软件绘制三维模型。车身迎风空气阻力的确立?车等速百公里油耗计算主要是依据汽车发动机的万有特性曲线以及汽车功率平衡图进行油耗计算。计算具体过程说明如下: 首先计算汽车在不同车速情况下以最高挡位行驶时的阻力功率,主要是空气阻力功率和滚动阻力功率。?根据动力性能的计算公式我们可以知道??(1) ?:发动机功率,单位:kW :道路坡角, 单位: rad ?:传动系统各个挡位情况下的传动效率:空气阻力系数?:是汽车计算载荷情况下的质量, 单位: kg 。:迎风面积,单位: m2 ?:重力加速度, 单位: m/s2 :车速,单位:km/h ?:汽车滚动阻力系数) 76140 3600 ) cos( ( 1 3aDa g Au Cu mgf p?????eP g?mgf ? DCA au 车身迎风空气阻力的确立?再由耗油量公式?(2) ?:等速百公里油耗,单位: L; ?:发动机的实际燃油消耗率,利用万有特性曲线通过对转速和功率的插值计算来获得,单位: g/kW/h; ?:发动机工作功率,我们采用设计的阻力功率来获得,也就是包括滚动阻力功率,迎风阻力功率(加速阻力和坡路阻力为零) , 单位: kW; ?:汽车行驶车速,利用车速同发动机转速之间的关系,我们就可以得到这时的发动机转速, 单位: Km/h; ?:燃油密度, 单位: kg/m2 ?:重力加速度, 单位: m/s-2 )00102 .0 /(gug Pe Q am S??? SQ mg Pe au?g车身迎风空气阻力的确立?节能车在行驶当中所产生的风阻对其参赛是相当不利的, ?查资料得知汽车的空气阻力公式为: ??(3) ?其中——空气密度, ; ??——空气阻力系数; ?——正面面积( ); ?——车速; ?——迎面风速; 20)( W L???? 3/mK g wCA 2m V 0V 车身迎风空气阻力的确立本项目主要是用于学科竞赛,其速度主要不低于 25Km/h ,由( 1)公式我可以知道,影响车身迎风空气阻力的主要因素是车身的最大横截面积和空气阻力系数。 1、车身最大横截面积车身的最大横截面积主要是受到车架的宽度和驾驶员的体型约束。如图所示本次车身最大截面图: 车身迎风空气阻力的确立? 2、空气阻力系数?大量的试验表明,降低空气阻力系数 CD 主要应从汽车车身结构着手。为了保证小的空气阻力, 车身的外形必须是在楔形的基础上不断改进。空气迎风空气阻力的确立?其中本次车壳的参数值如下; ???带入式( 1)中可得到?如下表历年的空气阻力值表: 3/29 .1m kg ??25 .0? CW 283 .0mA? smV/? smV/2 0?NF L0788 .12 1?时间 2011 2012 2013 2014 2015 空气阻力值迎风空气阻力总结?因为汽车在路面上行驶时,除受到路面作用力外,还受到周围空气流对它自身作用的各种力和力矩(三维空间力 Fx 、 Fy 、 Fz 及力矩 Mx 、 My 、 Mz), 它们的大小都与空气对汽车的相对速度 v的平方成正比。而其中空气作用于车身的沿 x轴向(汽车行驶方向)的分力 Fx 就为空气