【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及赛车设计工艺领域，具体地涉及一种赛车制动和转向系统设计方法。
技术介绍
1、在无人驾驶方程式赛车中，制动系统和转向系统是赛车的两个核心部件，其设计好坏会直接影响赛车性能的表现，而传统的赛车制动系统和转向系统均存在较大的改进空间，因此需要再往年经验与技术的基础上，优化结构设计，把高可靠性、高精控制、高识别率作为全新的设计理念，探索新结构、新布置方案，完善数据采集系统，全面自主设计并制造全新的赛车，以提高赛车的最终性能。
技术实现思路
1、鉴于
技术介绍
所存在的技术问题，本专利技术提供一种赛车制动和转向系统设计方法，该采用全新赛车转向系统设计方法和制动系统设计方法，能够有效提升赛车的制动和转向效果，并有效提升赛车的最终性能。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采取了如下技术方案来实现：
3、一种赛车制动和转向系统设计方法，该设计方法包括制动系统设计方法和转向系统设计方法，其中制动系统设计方法包括以下步骤：
4、1)、设置两套独立的液压制动回路，每个液压制动回路必须有其专用的储液罐；
5、2)、设计合理的布置制动系统布置形式，包括对制动系统中主缸的布置、制动盘的布置、线控装置的布置和执行机构的布置；
6、3)、对赛车进行制动受力分析，计算出赛车前制动力矩和后制动力矩；
7、4)、对赛车关键零部件进行设计计算，包括对赛车制动盘进行计算和对卡钳缸径及制动主缸缸径的直径计算；
8、5)分析并选择合
9、6)对制动关键部件进行有限元仿真分析。
10、优选的方案中，在1)中，制动回路采用h型双回路。
11、优选的方案中，在3)中，前制动力矩和后制动力矩的计算方法是：
12、取同步附着系数取1.3，质心高度初步定为280mm，静态前后轴荷分配比为45∶55，对赛车进行制动受力分析，忽略了汽车的滚动阻力偶矩、空气阻力以及旋转质量减速时产生的惯性力偶矩；
13、对前轮接地点取力矩，得：
14、
15、对后轮接地点取力矩，得：
16、
17、式中：fz1(n)表示地面对前轮的法向反作用力，fz2(n)表示地面对后轮的法向反作用力，l(m)表示轴距，a(m)表示汽车质心至前轴中心线的距离，b(m)表示汽车质心至后轴中心线的水平距离，g(n)表示汽车重力，m(kg)表示汽车质量；hg(m)表示汽车质心高度；表示汽车减速度；
18、在附着系数为的路面上，前、后车轮同步抱死的条件是：前、后轮制动器制动力之和等于汽车的地面附着力；并且前、后轮制动器制动力fμ1、fμ2分别等于各自的附着力，即：
19、
20、由以上三式及可得：
21、
22、
23、制动力分配系数：
24、
25、最后根据车重、轴距、质心高度、前后轴荷分布的参数求得的关于制动力分配、同步附着系数、附着系数利用率等参数。根据赛场(柏油马路)的附着系数(0.7-0.8)，同时考虑热熔轮胎特性放大一定的安全系数，根据现有的赛车制动参数，最终取附着系数为1.3，此时前后制动力矩分别为661n*m，300n*m，前后制动力分配系数为0.69，同步附着系数为1.3。
26、优选的方案中，在3)中，赛场(柏油马路)的附着系数(0.7-0.8)，同时考虑热熔轮胎特性放大一定的安全系数，取附着系数为1.3，此时前后制动力矩分别为661n*m，300n*m的前提下，卡钳缸径的计算方法如下所示：
27、由式：
28、
29、式中：根号下的分式中分子p1为制动盘表面正压力，分母p2是制动调节装置作用下轮缸或储油罐的液压，p1/p2＝8mp～12mp，取p1/p2＝6mp；
30、得到轮缸的直径：前25.2mm，后19.5mm，取25mm；
31、一个轮缸的工作容积：
32、
33、式中，dw为一个轮缸活塞的直径；n为轮缸活塞的数量；σ为一个轮缸完全制动时的行程，因为活塞正常情况下距离盘面只有微小的间隙，所以取0.3代入计算；
34、主缸缸径的直径的计算方法如下所示：
35、制动主缸应有的工作容积：
36、vm＝v+v′ (3.9)
37、其中，v是全部轮缸的总的工作容积；v′是制动软管在液压下变形引起的容积增量，一般是0.1v；主缸直径为dm和活塞行程为sm；
38、根据公式：
39、
40、一般情况下，取sm＝dm，得：
41、选取的过程中，根据主缸直径的尺寸，卡钳缸径选用25mm(前四活塞、后双活塞)，主缸直径15.0mm。
42、优选的方案中，制动系统的关键零部件有限元仿真分析，包括对制动盘cae分析校核和对赛车底盘有限元分析。
43、一种赛车制动和转向系统设计方法，该设计方法包括制动系统设计方法和转向系统设计方法，其中转向系统设计方法包括以下步骤：
44、1)、通过计算机和专业软件确定赛车转向梯形参数；
45、2)、对赛车转向基本参数进行计算，包括计算外侧车轮转角、计算角传动比及力传动比、计算齿条单侧行程及梯形臂长度、对轮齿条参数设计和对转向舵机减速器参数设计；
46、3)对转向系统进行受力分析，包括对计算原地转向阻力矩、计算原地转向时方向盘转矩和方向盘手力、计算转向器齿轮分度圆上切向力和计算齿条拉力、横拉杆拉力；
47、4)对转向系统关键部件进行有限元仿真分析。
48、优选的方案中，在2)中，外侧车轮转角的计算方法如下所示：
49、按最小转弯半径计算外侧车轮转角：
50、
51、其中，ro为最小转弯半径，单位mm；l为轴距，单位mm；θo为外侧车轮转角，单位°；c为主销偏置矩，单位mm；
52、由式可得，最大转向角度为：
53、
54、角传动比及力传动比的计算方式如下所示：
55、考虑到fsae赛车转向要有足够高的灵敏性，也要保证转向轻便性，因此应合理匹配转向系统的角传动比及力传动比。将方向盘转角设计为240°，方向盘直径为270mm，保证转向轻便性；
56、由公式：
57、
58、it＝iwηsgηsl (5.4)
59、其中，iw为角传动比；为方向盘转角变化量；δθi、δθo分别为内外轮转角变化量；it为力传动比，ηsg为转向器效率，ηsl为转向传动机构效率；
60、计算角传动比为4.396，力传动比为29.676；
61、齿条单侧行程及梯形臂长度的计算方式如下所示：
62、齿轮模数初选m＝1.5，齿数初选z＝21，
63、由式：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种赛车制动和转向系统设计方法，该设计方法包括制动系统设计方法和转向系统设计方法，其特征在于：其中制动系统设计方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的赛车制动和转向系统设计方法，其特征在于：在1)中，制动回路采用H型双回路。
3.根据权利要求1所述的赛车制动和转向系统设计方法，其特征在于：在3)中，前制动力矩和后制动力矩的计算方法是：
4.根据权利要求1所述的赛车制动和转向系统设计方法，其特征在于：在3)中，赛场(柏油马路)的附着系数(0.7-0.8)，同时考虑热熔轮胎特性放大一定的安全系数，取附着系数为1.3，此时前后制动力矩分别为661N*M，300N*M的前提下，卡钳缸径的计算方法如下所示：
5.根据权利要求1所述的赛车制动和转向系统设计方法，其特征在于：在6)中，制动系统的关键零部件有限元仿真分析，包括对制动盘CAE分析校核和对赛车底盘有限元分析。
6.一种赛车制动和转向系统设计方法，该设计方法包括制动系统设计方法和转向系统设计方法，其特征在于：其中转向系统设计方法包括以下步骤：
7.根据权利
8.根据权利要求6所述的赛车制动和转向系统设计方法，其特征在于：在3)中，原地转向阻力矩的计算方法如下所示：
9.根据权利要求6所述的赛车制动和转向系统设计方法，其特征在于：在4)中，转向系统的关键零部件有限元仿真分析，包括对齿轮齿条瞬态仿真、转向器壳仿真分析、节臂仿真分析和转向陀机减速器仿真分析。
...【技术特征摘要】
1.一种赛车制动和转向系统设计方法，该设计方法包括制动系统设计方法和转向系统设计方法，其特征在于：其中制动系统设计方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的赛车制动和转向系统设计方法，其特征在于：在1)中，制动回路采用h型双回路。
3.根据权利要求1所述的赛车制动和转向系统设计方法，其特征在于：在3)中，前制动力矩和后制动力矩的计算方法是：
4.根据权利要求1所述的赛车制动和转向系统设计方法，其特征在于：在3)中，赛场(柏油马路)的附着系数(0.7-0.8)，同时考虑热熔轮胎特性放大一定的安全系数，取附着系数为1.3，此时前后制动力矩分别为661n*m，300n*m的前提下，卡钳缸径的计算方法如下所示：
5.根据权利要求1所述的赛车制动和转向系统设计...
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