电动换挡系统在FSC赛车上的应用

杨科研，李秋雨，侯 杰，耿 韬，唐安捷

（辽宁工业大学 汽车与交通工程学院，辽宁 锦州 121000）

电动换挡系统在FSC赛车上的应用

杨科研，李秋雨，侯 杰，耿 韬，唐安捷

（辽宁工业大学 汽车与交通工程学院，辽宁 锦州 121000）

在传统的FSC赛车制作过程中，换挡主要采用手动机械结构换挡，而手动换挡反应速度较慢，频繁换挡对车手开车造成很大不便，针对这种问题，设计和开发FSC赛车电动换挡系统，减轻车手开车的压力，提高车手驾驶效率和发挥赛车性能。

电动换挡；赛车制作；FSC

中国大学生方程式汽车大赛（简称“中国FSC”）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。各参赛车队按照赛事规则和赛车制造标准，在一年的时间内自行设计和制造出一辆在加速、制动、操控性等方面具有优异表现的小型单人座休闲赛车，能够成功完成全部或部分赛事环节的比赛。在传统的FSC赛车制作过程中，一般采用手动机械换挡总成，容易使赛车手驾驶疲劳，不符合人机工程学和驾驶舒适性。本项目系统采用3510减速电机和820R电调为核心，基于STM32系列单片机自行设计控制电路。综合考虑汽车电子控制系统的稳定性和抗干扰能力，设计充分考虑好了整个控制系统的稳定性和响应速度，大大提高了换挡系统的便捷性。

1 设计前期分析

根据CBR600发动机测出变速箱换挡杆在静态时的所需扭矩，然后根据所测参数选择合适的电机。由于CBR600采用的是国际序列档位（1-N-2-3-4-5-6），因此分析出发动机在动态换挡过程中变速箱内部的齿轮配合度和扭矩的变化，最终分析结果定下方案。

2 三维立体图形和控制电路的设计

首先根据整车的结构布置，在整车的立体模型下，利用CATIA画出电动换挡系统的三维模型（如图1所示），选择合适的安装位置以及固定方式。同样整个电动换挡系统也离不开电路的设计与制作。利用Altium，绘制整个控制系统所需的控制电路（如图2所示）并且制作。

图13 D效果图

图2 系统总体三维图和电路图

3 电路板PCB的绘制

电路原理图设计完后，利用Altium进行PCB电路板的绘制（如图3所示），用来制作出集成电路，提高控制系统的稳定性。以保证换挡过程的可靠性。

图3 电路PCB图

4 实际装配照片

实际装配照片如图4所示。

5 整体系统程序调试

将系统安装在FSC赛车上，进行实车实验，根据车手驾驶赛车反馈回来的情况进行分析，对控制程序进行调试（如图5所示），使电机输出较为理想的转矩。

图5 调试程序图

6 结语

这次设计，虽然小组开始就做好了充分的准备，从计算到设计都经过了无数次的修改，最后终于达到了预期的效果。但是设计装配的过程却充满了艰辛，由于经验不足，设计时对发动机实际工作参数测得不是很准确，所以后期调试出了很多问题。经过这次实践过程，学会了遇到问题时要沉着冷静，一起商讨解决问题的方法。同时还懂得了学好理论知识的重要性，但是只有理论知识还不够，还要和实际相结合，多多时间，才会更好的理解知识，吸收知识。

Application of ElectricTransmission System in the FSC Racing

YANG Ke-yan，LI Qiu-yu，HOU Jie，GENG Tao，TANG An-jie

（Automobile&Traffic Engineering College，Liaoning University of Technology，Jinzhou，Liaoning 121000，China）

In traditional FSC car production process,it mainly uses the manual mechanical structural shift in the process of shifting，manual shift，slower reaction，the frequent shift driving causes great inconvenience for the drivers.According to this problem，the paper designs and develops FSC car electric transmission system to reduce the pressure of a driver to drive and improve the efficiency of riders and exert the car performance.

electric Shifting；racing car makingl FSC

U463.2

A

2095-980X（2017）01-0083-01

2016-12-16

杨科研（1994-），男，辽宁辽阳人，大学本科，主要研究方向：汽车电子方向。