北华大学FSAE华腾车队
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吉林省吉林市丰满区滨江东路3999号北华大学东校区逸夫楼221室
底盘系统设计
传动设计
设计理念
保证赛车在各种行驶条件下正常行驶所必
需的驱动力与车速，使它们协调变化并有足够
变化范围；
使赛车具有良好的动力性和燃油经济性；
保证赛车两驱动轮能够适应差速要求；
采用电控换挡，提高车手反应速度，避免
注意力分散，增加安全性和操控性
在可靠满足上述要求的基础上，实现轻量
化
设计方案
基本结构
●传动系统采用链传动方式
●轮间采用滑块凸轮式限滑差速器
转向设计
设计理念
保证赛车有较高的机动性，在有限的场地
面积内，具有迅速和小半径转弯的能力，同时
操作轻便；
赛车转向时，全部车轮应绕一个瞬时转向
中心旋转，不应有侧滑；
转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的
反冲要尽可能的小；
内外轮转角关系尽可能满足Ackerman 特
性曲线；
设计方案
转向系空间布置形式
考虑到方程式赛车的特点以及整车布置轻
量化等问题，赛车采用结构较为简单的齿轮齿
条转向器，前下置断开式转向梯形
基本参数确定
根据赛车高速特点，同时兼顾转向的轻便
和灵敏性，转向系的角传动比确定为 5:1
根据赛道特点，为提高赛车过弯能力，确
定最小的转弯半径为 3.5m
为便于车手的实际操纵，方向盘直径为
260mm，单侧最大转角为 148°
转向优化
转向梯形基于阿克曼几何设计,内外轮转角的关
系曲线与理想Ackerman 曲线如下图
01020
25
30
35
40
051015202530
内轮转角θ1理想内轮转角θ
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悬架设计
设计理念
衰减由路面引起的承载系统的振动，保证
汽车的行驶平顺性
赛车各种工况都能保证车身稳定，减少车
身纵倾，转弯时车身侧倾角要合适，提高操纵
稳定性
可靠地传递载荷，缓和冲击，衰减震动，
保证足够的强度和寿命前提下，减轻零部件质
量
确保定位参数准确，注重可调性，便于赛
车调试
设计方案
轮辋轮胎
采用Giti的20.5X7.0—13FSAE专用轮胎，13X6
的铝合金轮辋
轮毂、立柱
根据各项定位参数，初步确定立柱和轮毂结构，
然后假定极限工况下利用ansys 软件进行分析
优化
导向机构
为了减少横臂的受力，获得良好的操纵稳定性，
选取悬架侧倾中心接近地面的方案；采用
14mm4130钢管，对A臂吊耳，摇臂及其支座进
行ansys分析，满足强度刚度的同时做到减重；
精确三维装配，避免干涉
横向稳定器
增加横向稳定器，采用弹簧钢做横向稳定杆，
提高悬架的侧倾角刚度，减小横向倾斜
运动仿真
用CATIA创建前后悬架硬点，再利用
ADAMS/Insight模块进行优化；结合整车实际
情况，进行整车仿真，如图
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制动系统设计
设计理念
在满足比赛规则的基础上，力求整个系统
的轻量化
合理分配前后制动力，增强系统的可靠性
踏板总成前后可调，以适应不同赛车选手，
满足人体工程学要求
设计方案
结构设计
采用Ⅱ型双回路布置方式，利用平衡杆合
理分配前后制动力，便于零件的安装、拆卸和
制动力的调节。制动、离合、油门踏板考虑人
机工程获得了合适高度和杠杆比，并采用6061
铝合金材料加工而成，质量轻强度高保证踏板
的安全可靠和操作灵敏度。踏板底座通过车架
上的两根导轨来实现其在一定范围内的前后调
节，以满足不同赛车选手的要求。， 综合考虑
主缸、踏板对力的要求以及节约成本，采用前
制动卡钳轮缸直径大于后制动卡钳轮缸直径的
方案
结构参数
踏板最大杠杆比：6：1
主缸直径：0.625inch
前/后卡钳轮缸直径：1.75inch/1.12inch
制动盘直径/厚度：240mm/4mm
车身车架系统设计
车架设计
设计理念
在确保满足规则要求的前提下，进行整车布局
设计以满足人机工程要求、各总成装配要求，
再在 CATIA 软件上进行建模，最后在ANSYS中
进行强度刚度校核和车架结构的优化
设计方案
●北华华腾车队的车架采用桁架式结
构，主体分为驾驶舱与尾部发动机传
动舱，驾驶舱以人机工程为中心
●整车承载区采取合适的三角结构，
通过 ANSYS 梁单元有限元模型分析
计算得到理论的最大扭转刚度为
1751Nm/deg
●车架材料选用 30CrMoA(4130)合金
结构钢，极限抗拉强度930MPa ，同
时具有良好的塑性、韧性
车身设计
设计理念
●保证车身与车架紧密结合，减少迎风面积，
降低风阻系数
●使车身达到轻量化，而且造价低
●为了方便内部结构的观察安装，采取合适的
分块及连接方式
●车身设计简单大方，造型美观
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