1号车/ 厦门理工学院
2014年中国大学生方程式汽车大赛设计报告1 悬架
在悬架运动几何部分，Amoy-2014采用不等长双横臂式悬架。借助ADAMS/Car对悬
架系统、转向系统与减震器的非线性运动状况进行运动学仿真分析研究，通过对车轮外
倾角及侧倾中心位置的分析，来确定主销内倾角和旋转中心、断开点及各硬点的位置
侧倾中心及车轮外倾角的评估标准建立在积累前几代赛车制造经验与理论结合的基础
上，例如后侧倾中心略高于前侧倾中心, 侧倾中心位置变化小且前后悬变化趋势相同，
车轮外倾角变化小且最大外倾角值不超过0°等
在材料的选择上轮辋及叉臂杆件采用碳纤维材料，立柱、轮毂及叉臂连接件选用
7075-T6铝合金，大大减轻了非簧载质量。通过计算出极限工况条件下轮毂立柱总成所
受的最大载荷，应用有限元分析和结构优化使立柱及轮毂总成减重达到0.77kg，相对
于去年减少18%。同时也对悬架系统其他关键部件如叉臂、推杆及摇块等进行强度校核
及结构优化。另外通过拉伸试验测试，验证碳纤维管件和铝制连接件的胶合强度，能够
有效地对叉臂强度进行校核
减震器采用KAZ Technologies减震器。其中前后减震器压缩/回弹比均大于1 (更
大的压缩阻尼,更小的回弹阻尼)，这种阻尼特性使赛车在转向的时候通过压缩阻尼作为
动态弹簧快速的把力传递外侧轮胎使其快速过弯。临界阻尼系数（用于计算簧载及非簧
载质量）和理想的压缩/回弹比用于计算阻尼压缩及回弹曲线，从而选择最合适的减震
器。为能更好的适应车手的驾驶要求，利用道路试验来调整减震器的压缩和回弹
可调节的横向稳定杆保证了赛车的侧倾刚度，在最大侧向加速度的情况下车身侧倾
角度为1.25°。横向稳定杆的计算基于一个理想的略小于1的侧向载荷转移分配值，
从而达到中性转向操纵。横向稳定杆被设计为可调式，并利用道路试验通过调节不同的
臂长来调整最后的刚度
前后各车轮制动系统采用自制高导热2Cr13钢和双缸铝制卡钳，能够保证得到良好
的制动性能。另外车手可以通过平衡杆调节装置远程操作来控制制动力的分配,实现在
不同的赛况下得到不同的制动力分配
2 动力传动
Amoy-2014采用国产亚翔LD450单缸发动机，这款发动机主要用于越野摩托车。越
1号车/ 厦门理工学院
2014年中国大学生方程式汽车大赛设计报告野摩托车赛的特点就是要求扭矩大，直道长度短，与FSC赛道十分相似，同时这款发动
机的最大功率及功率重量比能满足我们需求。单缸发动机相较于双缸或四缸不仅结构紧
凑简单，并且重心较低，单缸发动机不需要复杂的进气系统使每个燃烧室的进气都保持
一致及各火花塞点火操控，因此它的可维护性也较好。此外这款发动机具有较高的性价
比
Amoy-2014采用的节气门包括规则要求的直径为20mm的限流阀和7度的圆锥形内
孔用来减少气体损失且从节气门和限流阀产生最小的增幅。因此进气系统的设计主要集
中在进气歧管的优化，其包括进气管的长度与直径以及谐振腔的体积的选取
进气长度最终的选择在于低转矩时提供更大的扭矩，例如：出急弯时
进气系统的最终目标就是增大容积效率和发动机换气。这样的目的就是为发动机提
供更大的功率与扭矩
排气系统根据亥姆霍兹原理利用“AVL-BOOST”软件模拟并且使用测功机做台架试
验
因为原厂发动机使用的是化油器没有与之匹配的燃油点火曲线。所以在最开始建立
曲线时启动发动机时需要大量的时间来模拟与改进。因此建立喷油点火曲线，能够为未
来开发其他系统奠定基础。进排气系统设计基于软件的模拟以及后续的台架试验
MoTec是基于节气门位置和发动机转速根据各参数内在联系从而建立曲线图来控
制发动机。并且Motec也可用于起步控制和牵引力控制。合适的曲线图加上牵引力和起
步控制大大地提高了车辆的操纵稳定性。选择M400也是因为此款ECU可以在不启动发
动机的情况下检测点火喷油系统，从而大大节省了时间
为了方便驾驶员的换挡操作和驾驶的舒适性，Amoy-2014依旧采用拨片式气动换档
拨片位于方向盘后。通过MoTec的断火控制让驾驶员可以在不用改变节气门位置或离合
的情况下换档
Amoy-2014采用德雷克斯勒V3限滑式差速器,它可以通过调整三个不同的斜坡角度
获得不同的锁定扭矩。通过道路试验可以确定不同赛况采用不同的锁止系数
3 车身车架
Amoy-2014的车架主体采用4130铬钼钢管，并通过氩弧焊接而成，同时采用铝制
副车架。通过有限元分析和结构优化，使得车架质量由33kg减少至30kg，同时扭转刚
度由1800N·m/deg增加至1996.5N·m/deg
1号车/ 厦门理工学院
2014年中国大学生方程式汽车大赛设计报告底盘设计的主要目标在于有利于各模块的维护。例如只需拆卸赛车的后桥系统，包
括悬架及动力传动在内的部件，这使得发动机无需移动即可得到维修。发动机的维修和
更换不会超过20分钟
车身方面，主要考虑如何增加整车的负升力以及减少空气阻力，同时兼顾车身造型
的美观。车身采用不同碳纤板拼接而成，使得在碰撞变形或损坏的情况下车身可以得到
快速更换
4 人机工程
驾驶舱的设计要使不同的驾驶员拥有舒适的驾驶姿势、良好的视野和满足规则的各
项要求。适当的座椅倾斜度为车手提供了舒适的驾驶位置，同时降低整车了重心。防火
墙与座椅一体化的紧凑结构能将车手的驾驶位置与发动机热量隔离开，并有利于减轻赛
车重量。座椅制作完成后我们还对座椅进行强度测试，实验结果满足强度要求
方向盘的布置使得车手在握紧方向盘的时候，上臂与前臂处于最合理角度，将机械
优势最大化。碳纤维方向盘及管件的使用将转向系统的重量由4kg减至3.1kg。转向系
统的合理设计使车手手握方向盘时无需移动即可实现驾驶的快速响应。转向力的减少同
时也提高了驾驶操纵性
制动主缸的布置由卧式改为立式，通过结构优化将质量由2.2kg减轻至1.8kg，踏
板总成的长度由250mm缩短至120mm。可调式制动踏板总成能适应不同身高的车手的驾
驶要求
CDL3专业仪表盘和换挡提示灯的使用使车手能随时了解赛车的相关性能，如实时
发动机转速、换挡提示、瞬时速度、水温、记录行车信息等
1号车/ 厦门理工学院
2014年中国大学生方程式汽车大赛设计报告图1 Amoy-2014
图2 实车测试
图3 自制零部件
图4 自制碳纤维轮辋
图5 车架FEA模型
图6 MAP图
图7 阻尼曲线
图8 副车架FEA模型。