CN105128834A - 一种基于fsae赛车的制动系统 - Google Patents

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汤周杰
丁吉
陈昊
丁保浩
周富民
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Abstract

本发明公开了一种基于FSAE赛车的制动系统，主要包括制动踏板、制动踏板杆、制动踏板支撑块、快拆销、制动主缸、主缸连接杆、平衡杆、制动管路、制动器，所述制动踏板固定在制动踏板杆上，制动踏板杆的底部与制动踏板支撑块连接，制动踏板支撑块通过快拆销与车身连接；制动踏板杆通过主缸连接杆与制动主缸连接，制动主缸同时还通过平衡杆与制动踏板杆连接；制动管路固定在车架上，制动器安装在轮毂附近车架上。本发明优化制动管路布置，在满足制动力的需求下，尽可能的防止漏油及赛车跑偏现象的发生，最优化踏板的调节性与辨识度，从而提高赛车收手操作的灵活性，并为赛车的轻量化做出贡献，使FSAE赛车在高速避障、八字绕环等比赛项目中获得优异的成绩。

Description

一种基于FSAE赛车的制动系统
技术领域
本发明涉及赛车发动机系统技术领域，具体涉及一种基于FSAE赛车的制动系统。
背景技术
FSAE方程式赛车(FormulaSAE)在国际上被视为“学界的F1方程式赛车”，自美国汽车工程师协会于1979年创办以来，已经有三十多年的历史了，逐渐形成了德国、美国、英国、日本和中国等地的多站比赛，越来越多的大学生相应地加入到了这个行列。现在FSAE赛事正朝着更快、更轻、更稳定的方向迅速发展，因此轻量化设计和空气动力学成为FSAE参赛者必考虑的因素。2010年，中国举办了首届大学生方程式(FSAE)赛车比赛，很多高校相继展开了对FSAE赛车的研究、制造与调试。
国外汽车工业发展得早，赛车运动开展也比较早。从上个世纪初开始，工程师便开始了对赛车的研究。由于赛车尺寸相对变小，导致车手活动空间减小，操作灵活性和准确性均变差。如何设计一款尺寸结构及安装位置合理的踏板总成成为难题。另外由于空间的变小，导致维修拆装制动系统变麻烦。另外，目前好多FSAE赛车制动系统重量偏重，选择强度高重量轻的材料变得重要。
目前的FSAE赛车制动系统很多有漏油现象的发生。如果漏油严重将导致赛车制动力不足，发生危险。且由于制动踏板总成的不合理设计，目前很多FSAE赛车不能完全制动四个轮子，将直接导致赛车跑偏，影响比赛成绩。制动器的不合理选择设计将直接导致制动系统与其他零部件干涉。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有FSAE赛车存在的上述不足，提供一种基于FSAE赛车的制动系统，在满足制动力的需求下，尽可能的防止漏油及赛车跑偏现象的发生，高赛车收手操作的灵活性。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种基于FSAE赛车的制动系统，主要包括制动踏板、制动踏板杆、制动踏板支撑块、快拆销、制动主缸、主缸连接杆、平衡杆、制动管路、制动器，所述制动踏板固定在制动踏板杆上，制动踏板杆的底部与制动踏板支撑块连接，制动踏板支撑块通过快拆销与车身连接；制动踏板杆通过主缸连接杆与制动主缸连接，制动主缸同时还通过平衡杆与制动踏板杆连接；制动管路固定在车架上，制动器安装在轮毂附近车架上。
按上述方案，所述制动踏板与制动踏板杆焊接在一起，制动踏板的中心钻九孔镂空设计。
按上述方案，所述制动踏板杆为五面体镂空设计，其上铣出槽面，槽面上钻出与平衡杆配合的连接孔；制动踏板杆底部钻有螺纹孔，制动踏板杆的底部通过该螺纹孔与吊耳配合连接，吊耳与制动踏板支撑块连接。
按上述方案，所述制动踏板支撑块采用对称式钻孔设计，制动踏板支撑块上钻出多个螺纹孔用于连接制动踏板杆及吊耳；制动踏板支撑块四周钻出销孔用于将其与车身连接。
按上述方案，所述制动主缸的外围设置有穿设在主缸连接杆内的固定孔，制动主缸通过该固定孔与主缸连接杆固定连接。
按上述方案，所述平衡杆采用铝棒铣制，平衡杆上铣出轴颈，平衡杆通过轴颈的外圈与制动主缸相连。
按上述方案，所述制动主缸包括前轮制动主缸、后轮制动主缸，制动管路采用II型的管路布置形式，两个独立的前轮制动主缸、后轮制动主缸通过并联的制动管路与制动器连接。
按上述方案，所述制动管路采用油压损失较小的钢喉硬质油管。
按上述方案，所述制动器为固定式制动卡钳，该制动卡钳的进油口和放油阀都开在钳体侧面，制动卡钳通过螺栓连接在车架上。
按上述方案，所述制动踏板、制动踏板杆、制动踏板支撑块、快拆销、主缸连接杆均采用铝板制作。
本发明的工作原理：通过设计仿真及人机工程学实验，获得最优的制动踏板质量及尺寸布置，利用ansys优化设计制动踏板杆的结构，仿真设计制动踏板支撑块，与制动踏板及车身合理连接，创造性的使用平衡杆与制动主缸配合来调节前后轮制动力的分配，前轮制动主缸、后轮制动主缸分别独立控制前、后轮制动回路，获得最优的制动效果；设计II型的制动管路布置形式，优化制动管路及制动器布置。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、基于FSAE赛事规则选择轻量化制动主缸及制动器，减轻了整车重量，显著提升发动机的制动性能，更充分的发挥赛车的能力，提高了赛车的安全性；
2、通过建模分析以及人机工程学实验，设计制动踏板总成，实现了踏板总成快速可调，同时也让车手快速辨识制动油门及离合踏板，明显提高踏板辨识度及车手操作便捷性，结构简单，拆装方便，性能可靠，实用性良好；
3、根据FSAE赛车车架结构布置制动管路，实现了最短距离布置，提高了制动系统的灵敏度，有效防止赛车制动系统漏油，减小了油压损失，从而保证了赛车制动力的需求；
4、通过前轮制动主缸、后轮制动主缸分别独立控制前、后轮制动回路，有效防止由于赛车制动力分配不均匀而导致的跑偏现象，提高了赛车的安全性，有利于赛车的操作稳定。
附图说明
图1是本发明制动系统总成的结构示意图；
图中，1-制动踏板，2-制动踏板杆，3-平衡杆，4-制动主缸，5-主缸连接杆，6-吊耳，7-快拆销，8-制动踏板支撑块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明所述的基于FSAE赛车的制动系统，主要包括制动踏板1、制动踏板杆2、制动踏板支撑块8、快拆销7、制动主缸4、主缸连接杆5、平衡杆3、制动管路、制动器，所述制动踏板1固定在制动踏板杆2上，制动踏板杆2的底部与制动踏板支撑块8连接，制动踏板支撑块8通过快拆销7与车身连接；制动踏板杆2通过主缸连接杆5与制动主缸4连接，制动主缸4同时还通过平衡杆3与制动踏板杆2连接；制动管路固定在车架上，制动器安装在轮毂附近车架上。
所述制动踏板1与制动踏板杆2焊接在一起，制动踏板1的中心钻九孔镂空设计。
所述制动踏板杆2为五面体镂空设计，其上铣出槽面，槽面上钻出与平衡杆3配合的连接孔；制动踏板杆2底部钻有螺纹孔，制动踏板杆2的底部通过该螺纹孔与吊耳6配合连接，吊耳6与制动踏板支撑块8连接。
所述制动踏板支撑块8采用对称式钻孔设计，制动踏板支撑块8上钻出多个螺纹孔用于连接制动踏板杆2及吊耳6；制动踏板支撑块8四周钻出销孔用于将其与车身连接。
所述制动主缸4的外围设置有穿设在主缸连接杆5内的固定孔，制动主缸4通过该固定孔与主缸连接杆5固定连接。
所述平衡杆3采用铝棒铣制，平衡杆3上铣出轴颈，平衡杆3通过轴颈的外圈与制动主缸4相连。
所述制动主缸4包括前轮制动主缸、后轮制动主缸，制动管路采用II型的管路布置形式，两个独立的前轮制动主缸、后轮制动主缸通过并联的制动管路与制动器连接，前轮制动主缸、后轮制动主缸分别独立控制前、后轮制动回路。
所述制动管路采用油压损失较小的钢喉硬质油管。
所述制动器为固定式制动卡钳，该制动卡钳的进油口和放油阀都开在钳体侧面，制动卡钳通过螺栓连接在车架上。
所述制动踏板1、制动踏板杆2、制动踏板支撑块8、快拆销7、主缸连接杆5均采用7075铝制作，保证强度及轻量化。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，对于本领域的技术人员来说，可根据本发明作出各种相应的更改和变型，而所有这些相应的更改和变型都属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于FSAE赛车的制动系统，其特征在于：主要包括制动踏板、制动踏板杆、制动踏板支撑块、快拆销、制动主缸、主缸连接杆、平衡杆、制动管路、制动器，所述制动踏板固定在制动踏板杆上，制动踏板杆的底部与制动踏板支撑块连接，制动踏板支撑块通过快拆销与车身连接；制动踏板杆通过主缸连接杆与制动主缸连接，制动主缸同时还通过平衡杆与制动踏板杆连接；制动管路固定在车架上，制动器安装在轮毂附近车架上。
2.根据权利要求1所述的基于FSAE赛车的制动系统，其特征在于：所述制动踏板与制动踏板杆焊接在一起，制动踏板的中心钻九孔镂空设计。
3.根据权利要求1所述的基于FSAE赛车的制动系统，其特征在于：所述制动踏板杆为五面体镂空设计，其上铣出槽面，槽面上钻出与平衡杆配合的连接孔；制动踏板杆底部钻有螺纹孔，制动踏板杆的底部通过该螺纹孔与吊耳配合连接，吊耳与制动踏板支撑块连接。
4.根据权利要求1所述的基于FSAE赛车的制动系统，其特征在于：所述制动踏板支撑块采用对称式钻孔设计，制动踏板支撑块上钻出多个螺纹孔用于连接制动踏板杆及吊耳；制动踏板支撑块四周钻出销孔用于将其与车身连接。
5.根据权利要求1所述的基于FSAE赛车的制动系统，其特征在于：所述制动主缸的外围设置有穿设在主缸连接杆内的固定孔，制动主缸通过该固定孔与主缸连接杆固定连接。
6.根据权利要求1所述的基于FSAE赛车的制动系统，其特征在于：所述平衡杆采用铝棒铣制，平衡杆上铣出轴颈，平衡杆通过轴颈的外圈与制动主缸相连。
7.根据权利要求1所述的基于FSAE赛车的制动系统，其特征在于：所述制动主缸包括前轮制动主缸、后轮制动主缸，制动管路采用II型的管路布置形式，两个独立的前轮制动主缸、后轮制动主缸通过并联的制动管路与制动器连接。
8.根据权利要求1所述的基于FSAE赛车的制动系统，其特征在于：所述制动管路采用油压损失较小的钢喉硬质油管。
9.根据权利要求1所述的基于FSAE赛车的制动系统，其特征在于：所述制动器为固定式制动卡钳，该制动卡钳的进油口和放油阀都开在钳体侧面，制动卡钳通过螺栓连接在车架上。
10.根据权利要求1所述的基于FSAE赛车的制动系统，其特征在于：所述制动踏板、制动踏板杆、制动踏板支撑块、快拆销、主缸连接杆均采用铝板制作。
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