悬架刚度
赛车的对侧倾角刚度要求很高，侧倾过大会造
成外侧轮胎负荷过大，从而降低赛车过弯性能，
同时也会造成赛车轮胎定位角变化过大。因此赛
车的侧倾角刚度绝对值一般比较大，我们按照
1.5°/g 设计。FSAE 赛车的极限侧向加速度
按照2013年先8 字绕环冠军成绩5.2s 计算为
12.4m/s2，以此计算所需的悬架总侧倾角刚度
我们通过计算得出后轮在没有防倾杆的情况下也
可以提供足够的侧倾刚度，因而放弃了后轮防倾
杆的安装
奥迪·清华大学大学生方程式车队
中国大学生方程式汽车大赛
thufsae@gmail
对照表项目优化目标优化结果
百分比阿克曼（外轮转
5°~15°）60%~70%61%~68*
百分比阿克曼（外轮转15°
以上）70%以上67%以上
轮胎跳动中心位置斜率（°/
mm）-6-6.5
30mm跳动时前束变化量
（°）67.7-0.14~0.24
转向设计
THR05的转向器传动比约为67.7mm/
rev，车手赛后反应传动比太小，很多时候需要
换手打方向才可以转过一些弯角，影响了操控性
和过弯速度。通过调研，THR06的传动比范围
初定在80~120mm/rev内，最终将设计目标定
位为105mm/rev
另外，THR05的转向柱与万向节由于采取
焊接方式连接，造成万向节产生较大的空程。今
年THR06优化了万向节选型并且设计了万向节
与转向柱的机械连接，保证了万向节的传动精度
制动设计
THR06沿用了去年竖直布置主缸的方式
前后轮采用了相同直径的制动盘和相同活塞直径
的制动卡钳，让前轮的制动主缸缸径小于后轮制
动主缸缸径，再通过踏板平衡杆的调节以实现理
想的制动力分配。考虑到2014年规则的变动以
及充分的人机工程设计，THR06设计了前后可
调的踏板总成，以保证不同身高的车手都可以舒
适地踩到踏板
离合换挡
THR06今年设计了气动离合机构。经过测量
离合器气缸需要输出力为500N，而发动机离合端
需要的行程20mm。为了减小气缸缸径，方便布置，
采用杠杆机构
车轮总成
THR06今年从13英寸轮辋改为了10英寸
轮辋，使得簧下质量大幅减小
对于前后轮边的设计，考虑了三种工况，分别为
加速工况、制动工况和转向工况。在进行受力分
析时，前轮边系统叠加转向及制动工况，后轮边
系统叠加转向机加速工况
立柱的开发首先对立柱进行初步设计，进
行有限元加载分析，删去小应力区域。根据此结
果进行结构优化，最后再次进行有限元校核。轮
毂采用了铝-钢结合的方式。球笼采用钢制，
保证了强度及耐磨性能。轮毂采用铝制，有效减
小了簧下质量。球笼与轮毂的连接采用螺栓连
接。在极限工况下，前后轮毂的最大变形量仅为
0.06mm，并且符合强度要求。前后轮边系统分
别采用71813c及71816c轴承，计算寿命达6
万公里
悬架仿真
新车悬架设计使用ADAMS/CAR动力仿
真软件搭载整车虚拟样机进行仿真。再通过
ADAMS/Insight对初期悬架车身连接点进行优
化，根据各几何学参数的重要程度进行加权，使
整车综合性能最佳。仿真结果显示，在标记点，
赛车失稳前最大速度为39.4km/h，此时侧向加
速度为1.32g，方向盘转角已经开始减小，说明
此时车辆已经开始半侧滑状态，以此计算，赛车
的8 字绕环成绩可以达到5.23s。奥迪·清华大学大学生方程式车队
中国大学生方程式汽车大赛
thufsae@gmail
针对获取的发动机噪声频谱选取了特定的消
声元件结构形式，并复合而成最后的消声器结构
形式设计，主要针对低频下的扩张腔和中频下的
三管迷路消声元件进行了详细的分析计算，同时
建立了消声器的一维声学仿真分析模型，并将其
与发动机进行耦合仿真计算。发动机排气系统的
设计有效的降低了尾管噪声，并较好地匹配了发
动机的动力性能
4.动力系统
进气系统
根据规则中的相关要求对发动机进气系统进
行了重新设计
相比THR05赛车的进气系统，新的进气系
统在设计方面的变化主要表现在节气门位置由
发动机后方移至右侧，这一改动可以使进气系统
充分利用主环与主环斜撑之间的空间，避免进气
系统与气动换档、气动离合系统的位置干涉
同时三维流体仿真结果可以证明侧向进气有
利于改善各缸进气均匀性。在一维仿真过程中对
发动机模型进行了优化，仿真结果与实验结果
吻合程度明显提高。另外重新选择了优化目标，
以去年AUTOCROSS项目中的发动机转速分
布情况为参考对扭矩进行加权求和，以略微牺牲
最大功率为代价换来更符合赛道要求的扭矩外
特性。考虑到3D打印的优点是可以保证精确的
形状和位置，并且可以实现常规加工难以实现的
形状。THR06在进气系统里设计了3D打印的
进气歧管
排气系统
为解决THR05赛车在比赛过程中遇到的噪
声问题，THR06针对赛车的排气系统进行了详
细设计，包括排气歧管的设计和消声器的设计
利用GT-Power软件建立了整车发动机及排气
系统的GTM模型，对发动机外特性曲线、尾管
噪声等进行了仿真，并通过尾管噪声试验验证了
仿真数据的可信度
车手只需通过仪表盘上的按钮就可以实现
对离合的控制。THR06的升挡沿用去年升挡切
油的发动机电子控制，可以实现快速有效的升
挡。而为了改善去年降挡不顺的情况，今年使
用气动离合配合降挡拨片。车手按下降挡拨片时
除了换挡气缸推动换挡杆，离合气缸同时工作，
从而顺利实现降挡
变速传动
THR06延续使用摩擦片式限滑差速器。经
过轴承寿命校核，选用了更小更薄的差速器轴承，
相应也设计了更轻的差速器轴承座。整套系统较
去年减重近1kg。传动比上，由于更换小轮，
THR06为了追求更好的加速性，采用了37/11
的链轮主减速比。并对铝制大链轮进行了详细的
结构设计，有效减小了大链轮转动惯量
电控
由于规则对限流阀等的要求，发动机的工
作条件比原车有了巨大变化，THR06赛车为新
的发动机CBR600RR配备了电控系统MoTeC
M800和CDL3液晶仪表盘，并通过台架实验对
发动机和新的进气系统进行了匹配标定，优化了
各个工况下的喷油脉宽和点火提前角的参数，
同时还针对不同动态比赛项目标定了动力模
式和经济模式两张MAP图，使得发动机的动力
性和经济性都得到较大程度的提升
THR06赛车的车用电器包括气动换挡电磁
阀及其升压器、刹车灯、水箱风扇、油泵和仪表
盘等。全车电器同时工作时的瞬时功率不超过
150W，CBR600RR发电机可以承受全车用电
器的载荷。为保证电源的安全和ECU的可靠供电，
THR06用电器的每一个回路都设有独立的保险
丝，各用电器的故障互不干扰，提高了整车的可
靠性和故障易诊断性。奥迪·清华大学大学生方程式车队
中国大学生方程式汽车大赛
thufsae@gmail
牵引力控制系统
以THR05赛车为基础建立了赛车牵引力控
制系统实验平台，并对该系统的控制逻辑、控制
方法和控制方式等进行了分析讨论，得出了该系
统各控制参数的设定方法
根据赛道实验数据以及轮胎测试数据绘制了
赛车轮胎的纵向附着系数-滑移率曲线，以确定
使纵向附着系数最大的最优滑移率，以此作为牵
引力控制系统关键参数设置的依据。并完成了道
路起步加速实验和赛道实验，对牵引力控制系统
中的弹射起步控制功能和牵引力控制功能中的参
数设置分别进行了验证和优化，使得赛车在保证
动力性的同时，大幅提升了操纵稳定性，
为车手在起步加速和出弯加速过程中提供了
良好的辅助
冷却
THR06赛车采用单侧的大面积散热器加风扇
的配置，避免了双侧布置过长管路的沿程损失，提
高了冷却循环速度。相比THR05赛车，THR06
赛车散热器的散热面积经过理论计算与分析，并且
散热器的角度经过精心调整，在保证足够的散热效
能的基础上，有效的减小了散热系统重量
供油
THR06赛车采用内置湿式油泵，利于散热和
提高稳定性，油箱采用碳纤维复合材料制作，充分
利用了该材料重量轻，易导电的特点；油箱盖采用
外购的自带单向阀产品，保证侧倾过程中不产生燃
油泄漏
润滑
THR06赛车采用浅湿式油底壳，取消了原车
形状不规则的油底壳，降低了发动机的安装高度以
及整车的重心，提高了操控性，并最大程度地保证
了可靠性
5.造型与空气动力学
今年首次加入了前后翼，充分利用空气动力学
根据赛道的弯道特点，新车利用空气动力学套件提
高赛车过弯时的侧向附着力。经过对燃油经济性与
赛道圈速的权衡，最终确定 “前三+后三”的翼
型方案。仿真结果显示，在15.6m/s的速度下，
前翼可提供的下压力为220N，阻力为50N，同时
对通过赛车的气流进行调整，保证有足够的空气进
入侧箱。而后翼可提供高达330N的下压力，但阻
力达到90N，这也牺牲了一部分的燃油经济性
THR06使用了全包围车身，以提高整车的空气动
力学性能。针对仿真中出现的问题，设计师对赛车
造型设计进行调整，以达到性能与美学的统一
6.人机工程
坐姿视野座椅
THR05采用躺姿虽然降低了整车的重心，但
是带来了车手视野问题。THR06将驾驶姿态改为
坐姿，并在整车的设计中充分考虑到了车手视野，
保证所有车手进入赛车能获得很好的视野。去年方
向盘近竖直布置，加上座椅肘部空间预留不足，使
得车手转方向盘困难，今年在此基础上将方向盘倾
斜一定角度，同时在设计座椅时也考虑到了肘部空
间，这样可以使得车手自如的控制方向盘。奥迪·清华大学大学生方程式车队
中国大学生方程式汽车大赛
thufsae@gmail侧视图。