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在中国制造一辆Baja赛车的成本大约是多少啊?其技术含量和难度是不是比FSAE赛车要高一些?

工品易达2022-10-18焊条17

利益相关,我们提供baja,fsae赛车车架及主要部件专业订做服务

首先明确一下,我没有办法提供baja赛车整车的准确造价,但是我可以分析整辆赛车的造价构成部分,给你一个大体的概念。并且我分析的只是物料部分的显性成本,至于设计,加工工艺的经验积累成本很难量化。

核算成本首先需要了解一辆baja赛车的基本构成:

车架悬架轮毂立柱刹车系统转向系统座椅,安全带等安全装备发动机(统一提供)传动系统

车架

baja赛车2015年引进国内,我是专程赶到潍坊荣和赛车场去观摩的,fsae貌似只针对本科院校,而baja比赛对专业院校也是放开的,各个车队的水平相当参差不齐,有的车队在追求性能,有的车队最疯狂的设想是把车子拼凑出来出现在赛场上。因此车架钢管用的也是各种各样,没有fsae那样整齐划一,全部4130,当然这也要感谢大学生方程式联盟近几年坚持不懈地从祖国宝岛台湾搬运各种规格的4130钢管。

据说2016年的baja比赛会改为两站,参赛的院校达到60所,竞争更加激烈,从上次比赛之后我接触到的学校都在以各种方式筹备新的赛车。因此在可以预见的未来几年内大部分baja赛车的车架都会使用4130钢管。4130钢管在国内也称为30CrMo,强度相对普通钢材要高出一些,一般屈服强度在650MPa上下,抗拉强度780MPa上下,比市面上常见的45钢等强度高出不少,当然价格也相对比较高。4130钢管的价格大家可以参照大学生方程式联盟的报价表就有概念了,表就不贴出来了,相信各位都有办法搞到一份的。有了这个表至少你可以知道做一台像样的baja赛车车架的主要材料成本了。

因为车架除了钢管外还有一些钣金件和加工件,这部分成本会和设计有关,设计是不是合理,采用的加工方式是不是合适对这部分成本的影响很大,如果这部分成本在车架成本比例过高那就要重新考虑设计和加工了。

物料之外车架的加工主要是钢管弯管,钢管破口及焊接,其中弯管基本都是外包,并且很少有学校能找到合适的弯管厂家,因此我看到的不少车子的车架除了主环部分,其他全部直管,这样车子的造型方面的设计就受到很大的限制。弯管的成本一般都不太低,因为还要考虑弯报废的钢管的成本。当然你也可以参照我们的弯管半径和弯管加工说明来设计车架,一般复杂的钢管我们都可以在很短的时间内搞定交货。

钢管坡口也是一个比较头大的问题,这是车架制作过程中最耗费时间和人工的一个步骤,即使用整张的纸打印好卷在钢管上磨也不是一件容易的事,然后干过这个活的同学都清楚这一点。这部分的成本大家就自己核算吧,建议大家可以把人工按照自己十年后的收入来计算,这样应该会感觉好一些,因为比较下来,以上成本简直可以忽略不计。当然你也可以把图纸发给我们,我们处理图纸,然后直接数控激光切出来,这个加工不便宜,但是肯定比你自己磨要便宜。

车架焊接其实还好,但是焊接会涉及到车架的定位夹具,这部分因为设计不同差异也非常大,这部分大家根据实际情况来计算成本吧,你可以整一块三维焊接平台,然后。当然焊接也分气保焊和氩弧焊,不管哪种焊接,好的焊接都很漂亮,当然强度也很好。花旗国的造车牛人说好的焊接是非常昂贵的,你需要好的焊机,比如米勒,林肯,你需要好的焊丝,你更需要好的焊工。

车架更新

上个星期在忙着做的一个车架,包括整理图纸前后花了一个星期的时间,因为时间要求太紧,最后要求只做车架的钢管部分,前后悬架的安装支架已经设计好,没有加工,是一所学校测试用的样车,图纸来自grabcad,整个车架就一焊接结构,上图更说的更清楚。

原车架图纸,全部使用25.4x3的钢管制作,前后摆臂安装支架应该不是最终设计,都是整块材料加工出来的,或者线切割或者CNC。

拿到图纸后调整了一下,把每根钢管都拆分出来,紫色的改为25.4x1.8的钢管,其他全部换成了31.75x2.2的规格,最后车架重量55kg,没有包括前后摆臂支架。

摆臂和减震固定点支架全部重新设计,都换成了钣金的结构,细节见下图。这样可以比较好的控制重量,有上下支撑,强度也可以保证,焊接量有点大,但是制作还是比较容易的,如果担心焊接变形尺寸还可以在两个支架中间撑一段钢管,直接点起来,然后用一根长螺丝安装就好了。这些支架里面减震上固定点的支架设计难度比较大,主要是因为钢管走向不规则,加强角片是费了点时间的,虽然是个小东西。和钢管一样,这些支架都是用4130的材料制作,板厚3mm。

实际做的图纸

实际做出来的车架,车架全部气保焊焊接,使用的是70S-2的焊丝,线径0.8mm,焊丝强度不是最高的,但是比较适合气保焊焊接的车架。

使用4130钢管的车架,单是解决钢管弯管,坡口,焊接这几道工艺,无论是自己动手还是外加工,最终成本都不会低于一万,并且没有上限,因为车架焊接还需要焊接夹具,有时候焊接夹具比车架的成本还大。

悬架部分

2015的比赛不少车子的悬架都来自淘宝车队,成品的全地形车悬架,除了摆臂,立柱,轮毂轴承,甚至刹车卡钳都包括在内了,这个成本是比较低的,前后悬架算进来也就是上千解决问题,注意是全部的东西,除了价格简直就是白送外,连设计都给省了,实际表现就不多讨论了,因为确实没啥好讨论的。但是我并不反对买市面上的刹车卡钳等,然后和自己设计的摆臂,立柱等结合起来使用的做法。鹿山学院获得电车第一名的车子上的卡钳据说只有几十块一只,而更多的车队都是用的类似下面的这种。

关于2015参赛车辆的悬架分析请查看当时写的小记,BAJA SAE 2015观赛小记,除了借用的基本都有所涉及。

而如果是自己设计,那成本还是可以一算的,baja赛车因为赛道地形问题暂时估计没有车队打算用炭纤维来做,那基本还是4130钢管,选用的关节轴承不一样的,摆臂的造价成本差异会很大,因为要保证部分关节轴承在大角度下工作,带球面的轴承夹套是必须的,这货加工起来就是个bitch。

靠谱的一套摆臂,使用4130钢管的摆臂,很好的解决钢管弯管,坡口,焊接这几道工艺,再加上靠谱的轴承,配件等,无论是自己动手还是外加工,最终成本做到5000以内轴承也是要省着用的,这个好像可以有上限,但是也可以轻轻松松干掉上万块。

轮毂立柱

大的baja车的前立柱基本都是焊接结构,主体基本都是钣金,轴承配合部分机加工,大baja车很多都是半拖臂,轮毂轴承直接装在臂上,没有后立柱这个部件。实际上2015的比赛现场看到了各种形式的立柱,有借用的铸造的,有参照方程式设计的全铝的,当然也有钣金拼接的,具体分析还是看小计,链接再来一遍:BAJA SAE 2015观赛小记

实际上baja sae也是建议使用钣金拼接结构来做,这个设计起来比较带劲,因为轻轻松松就可以让你玩好几天,因为钣金需要焊接,焊接需要考虑结构是不是可以焊接,每一件的焊接顺序要分清,有的地方还需要做一些配合槽来定位,这样焊接起来不需要太复杂的夹具也能保证关键尺寸,还有安装位置必要的让位等。

好的地方是这种方式做出来的立柱成本优势巨大,基本上只有全铝的几分之一,而且强度更好,熟悉大学生方程式的同学对这个造价应该有数。

而轮毂轴承部分,可以借用量产车的,重量会大一些,而更好的做法是重新设计,使用圆锥滚子轴承,然后整块铝CNC加工出来,强度没问题,重量可以下来一些,成本会比较大。顺便请教一下做FSAE的同学,为啥我看到的不少轮毂部分的轴承都是很硕大的深沟球轴承,而不是圆锥滚子轴承,轴承硕大的原因我的理解是后轮轮心要穿花键轴,没有办法使用太小的规格的轴承,但是前轮为啥也一起用那么大的,还有为啥很少使用更适合这个位置的圆锥滚子轴承。

刹车系统

比赛规则有明确要求前后刹车卡钳不能共用总泵,这一部分可以非常物美价廉的解决,还是参照鹿山学院的电车,他们据说整车的刹车就花了几百块搞定,如果能把刹车系统摸得透,装配动手能力比较强,这完全是可以做到的,而且效果也不差。当然整个制动系统的重量和全是进口货的方案来比是没有优势,但是那代价也是比较高的,比如只是刹车软管一部分就可以轻轻松松干掉上千块,进口卡钳能查到的报价也都在两三千块,一只,一辆车要用四只,进口的总泵也差不多这个价位,一辆车标配两只,既然软管,卡钳,总泵都这么高端了,那接头至少也得整铝的吧,或者不锈钢的吧,这样一套刹车系统两万块下来算是比较会精打细算的车队了。

转向系统

baja赛车的转向比较简单,方向盘下去直接就是方向机,中间用十字万向节连接,没有转向助力,设计的时候需要略考虑一下主销角度,转向力不要太大。

方向盘建议用现有的,淘宝有各种选择,建议不买贵的只买对的,因为方向盘要扎实可靠,减重可以动脑筋,方向盘可以放过。

方向机可高可低,貌似专业的碳纤维的筒国内有人做的,15年有幸过手一件,据说是某博士出品,某博士搞研究水品如何我清楚,但是方向机的做工堪比阿迪王,报价堪比LV。换句话说,如果你真的想把方向机做的专业些,自己设计,找加工厂单件加工也就是这个花费,甚至包括试错部分的损耗,前提是你真的喜欢折腾,而且花了很大精力研究各种方向机的结构,并且对加工有所了解,设计的东西可以以正常的恭喜加工。

如果不是上面的两种选择,淘宝上同样有价廉的解决方案,如果你多找几家说不定还有价廉物美的解决方案。只要明白一点,只是在车上的个别部件使劲砸钱很难有很好的整体表现,所有部件使劲砸钱都未必有很好的整体表现,因为还是要懂造车,使用合适的部件。

座椅等安全装备

根据15年baja比赛的车子来看,没有强制使用认证座椅,这是一个减重的好地方,而且可以省下一只认证座椅的钱,不过如果有选择,我还是建议使用比较靠谱的座椅,这对耐力赛上的车手来说很重要。

安全带头盔等安全装备目前国内是被垄断的,价格偏高,如果车队有经济,管理,外贸等专业的队员可以适当发挥下优势,直接到美亚来解决,省钱力度超乎想象。并且这就是找一家外贸公司代理下就可以解决的事,如果可以顺利搞定对将来的工作会有所帮助。需要了解的是进口类似部件尽量避免报汽车相关的hs编码,而且时间花费1个月以上,需要提前购买,如果车队管理扁平高效,这些应该不是问题。

发动机和传动

这个就不多说了,一是因为统一提供,二是因为我对这个真的了解有限。

已经入手一台百力通发动机,就是比赛用的M20,可以顺便折腾一下传动,今年晚些时候更新这一部分我们的解决办法和大体成本,备战这个赛季的童鞋就不要等了。

传动更新

今年去襄阳观看了BAJA 2016的比赛,传动部分可以提供更多的资料了,再更新一下。

发动机是百利通赞助的,需要购买一些配件,花费不多,不多谈了。

传动部分CVT基本都是CVTECH的系统,主动轮0600-0021,从动轮5600-0171,更详细的资料:

http://www.cvtech-ibc.com/client/uploads/24/7565820199426.pdf

,可选不同长度的皮带和不同磅数的弹簧,价格可以查到美金报价,一套下来1000多美金,国内根据渠道不同有比较大的差异。

齿轮箱的使用主流的分为三种,暂且按照价格来区分,价格最高的是Schafer DANA H-12 FNR,根据官方介绍,这货是为高尔夫车类的轻型车设计的,分独立悬架使用和非独立悬架使用两种,我记得有些车队用的是非独立悬架的版本。这个齿轮箱有倒档,有差速器,速比可选,并且可选手动差速器锁模块。通常使用的前进档速比:13.25,倒档速比:14.36,厦门理工连续两年都是使用的这款变速箱,不过进行了深度的改装,据说拆除了差速器和倒档,速比也进行调整。这款齿轮箱根据美国一些车队的传动设计报告来看价格在1000美金左右,这个赛季国内拿到的价格在1.6W左右。

再来张清晰的图片,输出轴有黑色法兰边好像是非独立悬架使用的。

价格稍微低一些的是使用杰天的齿轮箱,没有差速器,只有前进档,重量比较轻,据说赞助价格8000人民币,应该有一些赞助的附加条件,一些学校使用的是15的速比。

最后一种是自己独立设计的齿轮箱,其实并不是很困难,因为不需要差速器,不需要倒档,不需要换档,只要两级减速就可以了,不管是设计还是加工都不是很复杂,并且可以很好的控制成本,西华大学在整车预算5W的情况自己设计加工了齿轮箱,并且还很好用,值得更多车队学习。而哈工大的齿轮箱和韩巴的齿轮箱重量都已经拉进了5kg以内,在重量上有绝对的优势。

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回答这么多貌似才答了问题的一部分,也就是成本问题,最近刚好有上海的一家学校要做车,粗略整理了一下造价问题,发现一台baja总的成本是可以控制在10W以内的,上面不少东西都可以做的不错了。

下面就是和fsae比较了,技术含量是一样的,而难度主要在于侧重点不同。方程式的赛道更注重操控和速度,整体来说要精细一些,为了追求轻量化应该无不用其极,在满足强度需求的前提下尽量做的紧凑和轻量,比如全铝CNC加工的立柱,减震摇臂等。因此方程式对设计和分析要求比较高,当然对CNC加工工艺也要有所了解,这些综合起来才可以把车设计好,并且以常规的加工工艺就可以制作,降低制作难度和成本。

而baja是越野赛道,为了应对复杂的地形需要大行程和高强度,对各个部件的强度要求比较高,因此baja的主要部件都是4130钣金拼接而成,分析模拟baja也是需要的,不过实际设计还是建议留出足够的余量以应对赛道上不可预测的冲击。baja对钣金结构的设计要求较高,合理的结构也会便于加工。因为baja除了车架之外还有很多位置需要焊接,焊接工艺也非常重要,国外大的baja车,比如class1,很多摆臂完全是钣金拼接出来的,长长氩弧焊缝就是赤果果的炫耀。

总结更新

BAJA2016整体水平提升特别快,尤其是开始的两三年,今年参赛车子的整体水平比去年提升不少,第一梯队的优秀车队如哈工大,广西科技大鹿山学院,厦门理工等已经对车子的各个系统进行了研究,完善,具体见这个回答,

如何看待2016中国汽车工程学会巴哈大赛中哈工大CSG-HRT巴哈车队获得冠军? - 江城的回答

。厦门理工第一年就对对CVT进行了改装,不过今年变化不大。会哈工大比较激进,今年的车子在去年的基础上改进升级很多,明年会尝试独立设计加工CVT。鹿山学院一向严谨,也大有可看,从今年的整体来看,明年还会有车队挤进第一梯队。

第二梯队的车队基本已经实现了把车子做的足够稳定了,但是各个系统还需要优化加强

主要部件全部外包的第三梯队的车队无暇造车,重点是寻找更好的整车供应商和培养车手。

不过不管哪个梯度的发展都会推动整个比赛的进步,也会吸引更多的专业玩家关注这个比赛,随着社会资源的增多,形成竞争,车子的制作成本大概会下来一些。

好图不在多

先更新这些,有时间继续。。。。。。。。。。

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