NUT赛车传动系统改进设计研究 (2)
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状 现在，各学科的技术都一直在飞速发展，汽车的仿真技术也得到了空前的发展与提高，现在也出现了许多研究汽车动力性能的软件。AVL 公司开发的 Cruise 软件，采用了模块化的建模方法[3]，可以通过直接添加或者删除整车的部件再通过必要的连接就可以完成其建模过程，使用起来非常方便。再配合其完善精密的算法程序，使它具有非常快的运算速度与非常高的精度。基于 Matlab 和Simulink 环境开发的 ADVISOR软件是另一款用于快速分析汽车动力性、燃油经济性和排放性的高级仿真软件[4]。 目前，许多国外高校的大学生方程式车队已经积累了很多关于 FSAE 赛车系统和零部件设计及优化的经验，相关技术也已经有了很好的发展。甚至部分大学车队赛车中的动力总成都是经过自己研发制造出来的[5]。
1.2.2 国内研究现状 我们和国外车队相比，在资金、技术支持、加工工艺、社会认可等方面还有很大距离，对用模拟计算来解决汽车传动系统动力匹配的问题的研究起步也比较晚。 当设计新车型或对现有车型进行改进时， 为了取得较好的动力与经济性， 应合理地选择传动系统参数，使它与发动机之间可以得到最佳的匹配[6]。目前，国内外对于这方面进行研究的主要工作有：通过开发计算机模拟程序来根据动力性与燃油经济性对传动系统的各个参数进行设计，以传动系统与发动机取得最佳匹配为设计思想来优化设计传动系统参数[7,8]。在优化中，一般的原则是要在满足一定的动力性的前提下，来同时使燃油经济性达到最佳值。但是这样做也有它的局限性，因为在设计过程中不应该靠牺牲动力性来获得好的燃油经济性。所以我们应该采用动力性和燃油经济性的双目标函数[9]优化设计的方法建立传动系参数优化系列设计系统，这样便可以按照特定的需求来提高汽车的动力性或者燃油经济性，而且这种方法也已经取得了一定效果[10]。 对于差速器固定装置， 需要利用 ANSYS 软件和实际测试效果相结合的方式来进行仿真和优化。基于 ANSYS 虚拟技术，首先建立赛车差速器固定装置的模型，定义其材料属性，然后对其划分网格，施加约束和载荷，最终计算求解，就可以得到该部件的位移图与位移曲线以及范式应力图与范式应力曲线，还可以确定其模态图，这样就可以确定最终的结构[11]。
1.3 本课题主要研究内容 本课题通过参照2015NUT 方程式赛车的原始数据，了解赛车传动系统的结构、组成以及工作原理，掌握方程式赛车传动系统的设计过程，并对现有的传动系统进行完善与改进。由于原厂发动机中已经自带了离合器、变速器与主减速器，则需要根据车辆实际动力参数及赛道特性等计算设计出传动系统二级主减速比，并与发动机性能特性进行匹配，充分发挥发动机的特性，这也是本课题研究的关键。同时在差速器的选用上由于赛车通常在极限状态下行驶，这导致在出弯时，赛车由于大功率的输出，内侧车轮与地面打滑，不但影响操纵稳定性，还损失了出弯动力，因此，在差速器的选型上也应该尽量使用限滑差速器。 故本课题的研究内容主要分为两大部分，即为二级主减速比的确定与链轮的设计以及差速器固定装置的设计。
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