本课题的研究内容及技术方案

中国大学生方程式汽车大赛（简称“FSC”）是中国汽车程学会主办的全国性赛事，由比赛规则限制，赛车所采用发动机多为摩托车发动机或者以摩托车发动机为基础的改装发动机，其所匹配的变速箱也多为与摩托车原装发动机一体式的两轴序列式变速器，赛车给驾驶员提供的驾驶操作空间是很小的，所以如果使用传统的手动拉杆式换挡操作系统不但会因操作便而影响驾驶，同样也可能因为换挡的时间较长而影响比赛成绩。

受到F1赛车的换挡操作系统启发，提出为该赛事赛车匹配“换挡拨片+气动换挡”这一方案，为原有的手动两轴式序列变速器匹配气动执行机构和控制电路，使其成为电控机械式自动变速器，原有变速器需要改动的主要分控制机构和执行机构这两部分。控制机构主要由ECU、各种传感器、控制电路板、电磁阀等组成；执行机构主要由气缸、自主设计换挡杆等组成。用换挡拨片触发升降档信号，通过电磁阀控制气缸动作来执行升降档，进而控制赛车换挡，最终实现类似于F1赛车的换挡操作[13-14]。

本课题任务是为参加FSAE比赛的HRT14赛车设计气动换挡系统和换挡控制策略，满足各项比赛的要求。

主要研究内容：

（1）将变序列式速器圆柱凸轮进行改装，改变其档位顺序排布；

（2）为改装后的变速器设计气动执行系统；

（3）对气动系统各零件进行计算选型布置设计；

（4）为整个系统和赛车设计完善的换挡控制策略；

（5）确定不同行驶工况、不同比赛项目的策略变化。

最终任务成果可以完成可靠，高效的控制来加快换挡速率，减轻车手操作强度，缩短动力中断时间，提高平均车速和整车的操纵稳定性。

本文将着重于整个气动换挡系统结构的建立，未来加入车队的同学应该会用到此项工作的成果，希望能为以后HRT车队提供更多帮助。