摘 要本次毕业设计历时4个月，进行了对大学生方程式赛干式车油底壳的设计与分析。在前期阶段，先对方程式赛车和干式油底壳作了大量的资料搜集，在其后的设计过程中对油底壳类型的比较选择，对机油泵的选型，机油罐的设计，运用UG对油底壳进行三维建模，学习使用ANASYS对设计模型进行静态分析和模态分析。以降低发动机重心、提高整车操纵稳定性为目的，对润滑油路进行改造优化，设计为干式油底壳。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究目的与意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3存在问题和解决思路 2
1.4课题研究内容 2
1.5应用前景 2
1.6技术路线 3
第二章 油底壳结构介绍 4
2.1湿式油底壳的介绍 4
2.2干式油底壳的介绍 4
2.3干式油底壳和湿式油底壳的比较 5
2.3.1相同点与不同点 5
2.3.2干式油底壳的优势与劣势 5
第三章 干式油底壳系统设计 7
3.1系统组成 7
3.2油底壳 7
3.3机油罐 8
3.4机油泵 9
第四章 油底壳的有限元分析 11
4.1 油底壳的静态分析 11
4.2 油底壳10阶模态分析 12
结束语 14
致 谢 15
参考文献 16
第一章 绪论
1.1课题研究目的与意义
大学生方程式赛车大多采用湿式润滑系统，但是湿式油底壳相对于干式油底壳不仅高度差了3倍之多，发动机重心整体偏高，高速过弯时侧向瞬时速度较大，原车机油泵会出现吸油不足的情况，导致机油压力过低，零部件润滑不均匀。湿式油底壳在使用过程中会出现机油受热导致机油变质，润滑效果因此下降，零件磨损严重。改用干式润滑系统后，发动机重心得到降低，保证了任何运行状态下机油压力都能稳定。提升了整车的操纵稳定性，侧向加速度大小不影响机油压力大小，使发动机运转部件得到有效润滑，使发动机可以长期正常运转。
1.2国内外研究现状
方程式赛车就是由在 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072￥ 
校大学生设计、加工制造、装配、试驾及调试，设计出的一辆各方面性能优良的小型单座赛车，并且能够完成全部比赛项目[1]。干式油底壳早期本用于小型摩托车的润滑油路，因为它的润滑效果和车辆的操控方面具有良好的表现，广泛应用于知名汽车厂商的高端跑车制造技术中。现今，大多数汽车都是采用湿式润滑系统。发动机在运转过程中，曲轴旋转一周，曲轴、曲拐和连杆大头都会随之浸入油底壳润滑油内一次，以达到润滑作用。同时，曲轴曲拐激起的油花和油雾，再对曲轴和轴瓦进行润滑，所以湿式润滑也被称为“飞溅润滑” [2]。赛车在比赛路况中行驶状态较为激烈，易出现供油不足现象，导致润滑不良而使发动机损坏。若油底壳中不再储油，将机油储存在外置机油罐中，使用时用高压油泵将机油泵至主油道进行润滑，这就是所谓的干是油底壳。这项技术在普通乘用车上尚为少见，主要还是应用在性能较高的车辆或整车通过性要求很高的车辆。干式润滑与湿式润滑系统最大的不同就是在干式润滑系统中增加了扫气泵，机油存储在独立的机油储油罐中[3]。美国著名的NASCAR比赛里，大部分参赛车辆会重新设计一款干式油底壳装在原发动机上。干式油底壳技术在国外较为流行，GT40和兰博基尼这类超级跑车都是采用的干式油底壳，生产制造干式油底壳全套配件的公司有MOROSO，PACE，DAILEY ENGINEERING等，其定价会根据类型和大小而有所差异，通常在12万人民币之间[4][5]。
查阅文献后我知道各种车辆发动机的噪声主要是源于发动机表面的辐射噪声，而主要的噪声源就包括油底壳，因此，降低油底壳的振动和噪声是降低内燃机辐射噪音和总体噪音的重要环节[6][7][8]。在孙景新、杨继光等人对于油底壳的漏油问题作出了研究，从中我们得知2012年，辽宁某公司发动机油底壳与机体结合面漏油故障排名占市场反馈三漏故障第一位，共1207台，故障率为1.08%[9]。发动机油底壳具有材料薄、形状复杂和表面质量要求高、硬度强度要求大灯特点，需要经过多道工序才能完成，拉延成形是最关键的工序，也是最难的一道工序，直接影响后续工序的制造质量，利用CAD/UG技术，可以及早发现问题改进模具设计[10]。相比普通车辆，方程式赛车在运行过程中更为激烈，油底壳在整车的影响下会产生复杂的震动和噪声，更易出现漏油现象，同时也是噪声的重要来源之一。为了赛车手的安全，赛事组委会明确规定发动机的功率不能过高，在赛道上通常都设置了一些绕弯障碍物，使赛车在赛道中最高车速不会超过140km/h，为了能在比赛中取得优势，大多车队会在提高赛车过弯速度和出弯后的加速能力上做出改善。因此，增加赛车的抓地力是每个车队在设计过程中都要考虑的问题。解决问题的办法有很多，如在FSAE赛车的空气动力学中提出的轻量化设计、采用负角度车轮外倾角、添加空气动力学套件等[11]。对于发动机油底壳也可同样采用轻量化的设计。在阅读《轿车油底壳冲压成形数值模拟研究》的过程中发现油底壳与发动机缸体接触的法兰面是密封面，要求平整，在长达近850mm的平面内扣在缸体下端精密平面上，不允许0.5mm塞规能有任何一点塞入，否则会造成发动机润滑油泄露[12]。
1.3存在问题和解决思路
（1）干式油底壳的润滑采用的就是压力润滑，一些高排量汽车可以直接通过发动机来提供动力，但对于2.0L以下的发动机来说，本身的机油泵泵油消耗功率较大，会使发动机的有效功率下降。为解决这一问题，需要添加一个额外机油泵来提供动力。
（2）因为润滑油路是高压油路，相较于湿式油底壳结构也复杂了许多，导致制造使用过程中成本增高了很多，且易损坏，一旦出现故障维修成本也会升高。

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