10.16638/jki.1671-7988.2017.02.031
大学生电动方程式赛车踏板总成可调机构设计
张唯一1，李绍春1，徐晨辉1，苏德旭2
（辽宁工业大学汽车与交通工程学院，辽宁锦州121001；2.锦州万得汽车电装品有限公司，
辽宁锦州121001 ）
摘要：为了进一步提高电动方程式赛车的制动、加速性能，设计了一种用于大学生电动方程式汽车大赛的制动、加速踏板总成机构，通过安装滑道实现制动、加速踏板的前后位置的移动，使用平行四边形结构让加速传感器与加速踏板臂连接，避免了驾驶员对加速传感器的踩压致使传感器损坏，超行程开关通过底板上的圆孔槽可以实现前后位置的移动，可以快速实现超行程开关的定位。
关键词：车辆工程；电动方程式赛车；踏板总成；可调机构
中图分类号：U462.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2017)02-95-02
Design of Pedal assembly adjustable mechanism for College Student
Electric Formula Car
Zhang Weiyi1, Li Shaochun1, Xu Chenhui1, Su Dexu2
（Automobile & Transportation Engineering College, Liaoning University of Technology, Liaoning Jinzhou 121001;
2.Jinzhou Wonder Dian Zhuang Pin CO.LTD, 121001）
Abstract: In order to further improve the braking and acceleration performance of the electric formula car, a brake and accelerator pedal system is designed to the electric formula car racing for college students. By the installation of slide, the movement of the front and rear position of the braking pedal and accelerating pedal can be achieved. The acceleration sensor and the accelerator pedal arm are connected with the use of parallelogram structure, avoid the damage to the sensor caused by the driver's stepping on the acceleration sensor. The moving of the front and rear position can be realized through the round hole groove on the bottom plate of the overstroke switch, which can quickly realize the positioning of the overstroke switch. Keywords: Vehicle engineering; electric formula car; pedal system; adjustable mechanism
CLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)02-95-02
前言
中国大学生电动方程式赛车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[1]，它是培养汽车专业人才的摇篮。赛车的各项性能与赛车的整车布置息息相关，制动、加速踏板作为汽车的重要组成部分[2]，是大学生电动方程式赛车驾驶员的主要操纵部件。制动踏板用于减速停车，它是汽车驾驶五大操纵件之一[3]，使用频率非常高。驾驶员如何控制制动踏板，将直接影响汽车行驶安全性；加速踏板是一种输出模拟量信号的传感器，通过调节电动机的输出转矩从而达到改变车速的目的[4]。由于实际汽车的制动、加速踏板不可调，驾驶员不能通过改变制动、加速踏板的前后位置来实现驾驶的舒适性。而在大学生电动方程式赛车中，制动踏板比不可调，使不同车手在制动过程中出现制动不足、制动过剩等不稳定现象，不能充分
作者简介：张唯一，(1993-)，男，就读于辽宁工业大学汽车与交通工程学院。车辆工程专业。
张唯一等：大学生电动方程式赛车踏板总成可调机构设计96 2017年第2期
掌握赛车的制动性。加速传感器与加速踏板臂旋转中心同轴容易受到驾驶员的踩压，造成传感器损坏。超行程开关定位困难，无法实现一次性定位超行程开关的位置。因此，针对上述问题，对大学生电动方程式赛车制动、加速踏板的改进设计是迫切需要的。
1、设计方案
考虑到大赛的实际情况，设计了一种适用于大学生电动方程式赛车的制动、加速踏板总成可调机构。该机构由底板、滑道、制动踏板、加速踏板、快拆销、平行四边形结构、吊耳、传感器、主缸、平衡杆等部件构成，如图1所示。
1、底板
2、滑道
3、快拆销
4、加速踏板臂
5、加速踏板
6、制动踏板
7、制动踏板臂
8、平衡杆
9、主缸吊耳10、超行程开关
11、主缸12、平行四边形结构13、联轴器14、螺纹杆
图1 制动、加速踏板总成机构示意图
底板的两端与滑道都打成通孔，将底板两端放入滑道凹槽内，底板在滑道凹槽内可以前后滑动，当底板圆孔与滑道圆孔对应上，将快拆销插上，防止底板自由移动[5]。将平衡杆的轴承套筒与制动踏板臂圆孔过盈配合，通过旋转平衡杆可以改变主缸的力矩，进而调节两主缸所受的力。把两传感器的旋转轴通过螺纹杆和两联轴器连在一起，进而通过两个连接杆与加速踏板臂连在一起，组成平行四边形结构。将超行程开关支架与底板的圆孔槽通过螺栓连接，更易于实现一次性定位超行程开关的位置，如图2所示。
当赛车需要制动，驾驶员踩下制动踏板时，驾驶员施加在制动踏板上的力通过平衡杆传递到主缸上，
从而实现赛车制动。同时根据理论计算的前后载荷比与实际的制动测试来调节平衡杆，来获得不同的杠杆比，使两主缸受力不同，产生的压力不同，进而实现前后轮的制动器所产生的摩擦力矩不同，使制动的稳定性、可靠性、安全性大大提升。
1、超行程开关支架
2、超行程开关
3、底板圆孔槽
图2 超行程开关机构示意图
当赛车需要加速，驾驶员踩下加速踏板时，驾驶员施加在加速踏板上的力传递给由两连杆组成的平行四边形结构，进而传递给螺纹杆，联轴器，传感器，使传感器采集到加速信号，实现赛车的加速、减速。
2、结论
（1）大学生方程式电动赛车踏板总成可调机构可实现制动踏板、加速踏板的前后位置的移动，可以使不同身高的驾驶人员能够无拘无束的驾驶赛车，符合人机工程学。
（2）加速传感器通过平行四边形结构与加速踏板臂连接，避免了驾驶人员对加速传感器的踩压致使传感器损坏，同时将传感器前置可以使制动踏板与加速踏板的距离变大，车手可以更舒适的驾驶。
（3）超行程开关通过底板上的圆孔槽可以实现前后位置的移动，可以快速实现超行程开关的定位。
参考文献
[1] 李理光.中国大学生方程式汽车大赛规则[Z].北京：中国汽车工程
学会,2011.
[2] 王望予，张建文.汽车设计[M].第四版.北京：机械工业出版社,2013.
[3] 陈家瑞.汽车构造[M].北京：人民交通出版社,2012.
[4] 李伟. 纯电动汽车加速踏板信号自诊断及失效保护策略[J]. 建设
机械技术与管理,2013,08:100-103.汽车平衡杆
[5] 夏文彬.浅析大学生方程式赛车的总布置设计与优化[J].科技
风,2014,07:61.