[发明专利]一种FSAE赛车空气动力学套件

说明书

本发明公开了一种FSAE赛车空气动力学套件，包括前翼、尾翼和扩散器，前翼刚性连接于车架的前端底部，且前翼位于赛车车头的下部，尾翼由六根支撑杆对称支撑在车架的后端，扩散器连接在驾驶舱的底部，与驾驶舱底板一体化；前翼的主翼伸长形成连接板，与内端板一并连接至车架，连接更为稳固，而且便于拆装；尾翼增设格尼襟翼，增加赛车的下压力，提升制动时的稳定性；扩散器底部增加导流槽、尾部增设格栅翼，增加赛车的下压力。本发明可显著提高FSAE赛车的下压力，使赛车得到很好的地面附着力，获得优良的动力性；还可改善赛车的空气动力学性能和操纵稳定性，使得赛车获得良好的转弯行驶性能；另外，该套件还具有重量小、结构简单、拆装方便、等优点。

技术领域

本发明属于汽车车身空气动力学领域，尤指一种FSAE赛车空气动力学套件。

背景技术

FSAE方程式赛车(Formula SAE)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。在1950年之前，普遍认为发动机、轮胎、底盘和驾驶员是影响赛车性能的四个基本要素。随着发动机、悬架、轮胎技术的发展，赛车的性能得到很大的提升。可当时人们并没有太大关注空气动力学，对它的研究仅仅停留在如何减小阻力。在国内，空气动力学在航空航天领域的研究已经走在世界前列，但是在汽车领域的研究仍处在起步阶段，对赛车空气动力学的研究更是凤毛麟角。随着大学生方程式汽车大赛(FSAE)在国内外的迅速发展，FSAE团队的赛车在发动机、底盘等方面的技术已经日益成熟。国内外各个车队都将目光转向了赛车空气动力学的研究上，希望通过高水平空气套件的设计，取得成绩上更高的突破。

一辆赛车由发动机等动力源提供的驱动力即使很大，但是FSAE赛车如果没有足够的附着力，那么只会原地打滑，其动力性不会得到丝毫的提高。据统计，赛车大约80％的附着力是由下压力产生，剩余20％由轮胎提供。一旦FSAE赛车的结构确定，轮胎的类型也基本确定，而且很难通过对FSAE赛车轮胎的改变使其得到足够大的下压力。另外，下压力不足将影响赛车在高速行驶过程中的稳定性。

未进行空气动力学设计的赛车具有气动升力特性，即随车速增加，赛车的附着力减小。对于极度依赖附着力来进行极限驾驶的赛车来说，这意味着赛车的过弯、操作稳定性、动力性和制动性能都有所降低。

发明内容

本发明提供了一种FSAE赛车空气动力学套件，包括前翼、尾翼和扩散器，最大化提高FSAE赛车的下压力，使赛车拥有很好的地面附着力，改善赛车的空气动力学性能和操纵稳定性，有效提升赛车过弯及制动性能，使赛车在动态比赛项目中获得优异的成绩。

本发明解决技术问题提供以下技术方案：

一种FSAE赛车空气动力学套件，包括前翼、尾翼和扩散器，所述前翼通过螺栓、螺母刚性连接于车架的前端底部，且前翼位于赛车车头的下部；所述尾翼由六根支撑杆对称支撑在车架的后端，其中与垂向面有夹角的支撑杆由斜拉索锁死自由度；所述扩散器通过螺栓、螺母连接在驾驶舱底部，与驾驶舱底板一体化；所述扩散器底部增加了导流槽、尾部增设了格珊翼；

所述前翼包括第一下部主翼和两个对称的第一上部襟翼，第一上部襟翼位于第一下部主翼的上方；两个第一上部襟翼的外端、第一下部主翼的两端均与两个外端板通过螺钉固定连接，且由外端板划分出气流通道，两个第一上部襟翼的内端与两个对称的内端板的一端通过螺钉固定连接，第一下部主翼伸长形成连接板，所述连接板的两端和两个内端板的另一端通过螺钉固定连接后与车架相连；