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大学生方程式赛车的发动机牵引力操控与弹射起步研讨

中国大学生方程式汽车大赛(简称ldquo;中国FSCrdquo;)是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。在这项比赛中

我国大学生方程式轿车大赛(简称“我国FSC”)是一项由高等院校轿车工程或轿车相关专业在校学生组队参加的轿车规划与制作竞赛。在这项竞赛中,国外的一些强队(如慕尼黑车队,斯图加特车队等等)现已首先运用了牵引力操控系统,以及升档断火等技能,并在剧烈的竞赛中发挥了重要的功效。国内的同济大学车队也选用了相同的技能,并在国内的竞赛中体现出了优势。因而,关于发动机牵引力操控以及弹射起步,升档断火的研讨对赛车的开展起到了适当重要的效果。

1 弹射起步操控研讨

1.1 弹射起步操控的原理

第四代赛车挡位选用1-N-2-3-4-5-6的序列式结构,竞赛时根本都是用二挡起步,详细步骤是先挂上二挡,摆开聚散器,接着焚烧着车,然后猛踩油门把发动机转速拉高,到预订转速后忽然铺开聚散使其瞬间结合,此刻发动机转速敏捷下降,但跟着赛车的起步,发动机转速又开端直线上升直到第一次换挡,在此期间车速也逐步增大,详细改变如图1所示。

由于在二挡起步的一小段时间内发动机转速十分高,赛车刚起步速度十分低,所以驱动轮会呈现严峻的滑转现象。所以要适宜约束发动机转速,以充分使用地上供给的附着力,发挥优异加快功用。为了约束发动机转速,将运用M800ECU(发动机操控单元)自带的弹射起步操控功用完成。

1.2 弹射起步操控的完成

为了完成弹射起步操控功用,需求装置4个轮速传感器,前轮两个传感器担任监测前轮轮速,作为赛车的实在速度,而后轮两个传感器担任监测驱动轮轮速,经过前后轮速的数据作比照,就能够核算出赛车的滑移率。软件方面M800ECU现已开发了这一功用,只需进行相关参数的设定便能够发动这一功用。

根本设置完成后还要设定弹射起步操控的方针值,也便是第一次换挡前车速(前轮轮速)与发动机转速的联系。依据上一年赛车测验成果,75 m直线加快第一次换挡时车速是35km/h。而本年赛车的主减速比为3,川崎发动机变速箱二挡的传动比为2.2,所以赛车二挡运行时从发动机到轮胎的总传动比为6.6,由此能够核算出每个车速所对应的的发动机转速,再结合滑转率与附着系数的联系,能够确认每个车速下

取得最大纵向附着系数的发动机转速。如图2所示,当车速到达35 km/h时,弹射起步操控完毕,紧接着立刻进入牵引力操控方法。表1便是弹射起步操控过程中,对ECU标定的车速与方针转速的设置。

2 牵引力操控研讨

2.1 牵引力操控的原理

牵引力操控的原理和弹射起步操控差不多,不同的是弹射起步操控是使用发动机方针转速来操控,只需求前轮轮速;而牵引力操控是使用方针滑转率来操控,所以一起需求驱动轮轮速和前轮轮速。

驱动轮的运动状况可分为翻滚和滑转两种方法,这两种方法往往一起存在。在地上状况不变的状况下,跟着发动机输出扭矩的添加,车轮翻滚成分将会越来越少,而滑转成分将会越来越多。从图3能够看出,单从纵向力来考虑的话滑转率最好在30%左右,从侧向稳定性方面考虑的话滑转率越小越好。由此可见抱负的滑转率需求一起统筹纵向和侧向的状况,滑转率在15%左右时(图中暗影部分)赛车具有较好的纵向和侧向附着系数。

2.2 牵引力操控的完成

牵引力操控系统对驱动轮的操控方法有发动机输出转矩操控、驱动轮制动力操控和差速器锁止操控等方法。发动机输出转矩能够经过以下3种方法来调理:节气门开度调理,削减或堵截喷油量,减小焚烧提早角或堵截焚烧。针对赛车的详细状况,只能选用断油或断火的方法,M800 ECU现已开发了这一功用。详细设置如表2(滑移核算方法:0:牵引力操控和弹射起步操控封闭;1:前轮速度对驱动轮速;2:滑移电压频道;3:驱动轮速改变率;4:转速改变率;5:档位。关于弹射起步只用1还要设置操控参数)。

根本设置完成后还要设定牵引力操控的方针滑转率,如表3。当车速达35 km/h时将切换到牵引力操控方法,尔后ECU将使用4个轮速传感器传来的轮速信号实时核算滑转率,并与方针滑转率比照,选用PID操控,把驱动轮滑转率保持在方针值范围内。

另一方面,为了在滑转率超越方针值时赛车不至于由于断火而丢失过多的动力,尤其是在低转速或节气门开度比较小的时分,有必要设定在不同工况下发动机动力的最大削减量。如表4所示,0%表明不削减任何动力即不断火,100%表明悉数动力堵截。

图4是在同一条克己赛道上,由同一位现已熟练掌握赛车跟赛道状况的车手在开始载油量相同、底盘调教参数相同、其时气温气候类似、赛道外表状况根本不变的状况下测得的有装TC与没装TC的圈速比照。能够直观地看出,设置TC后,赛车的圈速有了明显的进步。

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