【正文】 中心上來。這種水平作用力與它到地面的距離的乘積被認(rèn)為是非側(cè)傾力矩。縱傾中心用來決定抗制動(dòng)前俯角和抗驅(qū)動(dòng)后仰角[5]。 抗驅(qū)動(dòng)后仰角 抗驅(qū)動(dòng)后仰角可減小后輪驅(qū)動(dòng)汽車車尾的下沉量或前輪驅(qū)動(dòng)汽車車頭的抬高量。 磨胎半徑磨胎半徑定義是主銷軸線的延長線和地面的交點(diǎn)到車輪中心平面和地面的交線的距離[6]。一定的磨胎半徑會(huì)使得輪胎產(chǎn)生側(cè)向加速度，當(dāng)向前加速時(shí)會(huì)改變輪胎的側(cè)偏角，這就會(huì)反過來影響車輛的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。如圖211，為CATIA中建立的8英寸的輪輞模型。最后確定上下橫臂的長度。2) 當(dāng)懸架剛度一定時(shí)，簧載質(zhì)量越大，則懸架的靜撓度就越大，偏頻就越小。 懸架剛度的計(jì)算由總布置給出的整車數(shù)據(jù)，賽車的總質(zhì)量為220+60=280kg，軸荷比為43:57。由于民用胎的數(shù)據(jù)對(duì)賽車輪胎的剛度進(jìn)行估測(cè)()，輪胎徑向剛度估為KT=140 N/mm乘適剛度與懸架剛度的關(guān)系為： （28） 17 式中 KR——乘適剛度(N/mm)；KW—懸架剛度(N/mm)；KT—輪胎徑向剛度(N/mm)。本次設(shè)計(jì)把傳遞比設(shè)計(jì)成隨懸架行程的增大而變小，從而使懸架剛度增大，增強(qiáng)其操控穩(wěn)定性。見圖 對(duì)于每個(gè)車輪承受相同載荷的車輛，在側(cè)偏角一定時(shí)，每個(gè)車輪的側(cè)向力也是一定的。如果發(fā)生在前輪胎，前部將向外滑出，車輛具有不足轉(zhuǎn)向特性。進(jìn)一步說，側(cè)傾力矩的分配影響著左右車輪垂直載荷的轉(zhuǎn)移，而垂直載荷的轉(zhuǎn)移影響的側(cè)偏剛度。通過對(duì)側(cè)傾力矩的分配計(jì)算而得的側(cè)傾角剛度與由彈簧提供的側(cè)傾角剛度進(jìn)行比較，從而判斷需不需要附加橫向穩(wěn)定桿。此機(jī)制是由于側(cè)向力作用在車軸上所引發(fā)的，并產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)影響，它與車身的側(cè)傾角和側(cè)傾力矩的分配無關(guān)。2) 設(shè)計(jì)者一般也努力提高前懸架的側(cè)傾剛度以保證極限轉(zhuǎn)向時(shí)的不足轉(zhuǎn)向特性。/g前后側(cè)傾力矩為賽車設(shè)計(jì)的初衷是使賽車趨向于中性轉(zhuǎn)向，則前后側(cè)傾力矩相等前懸架由橫向穩(wěn)定桿提供的側(cè)傾角剛度為后懸架由橫向穩(wěn)定桿提供的側(cè)傾角剛度為 彈簧、減震器的選擇計(jì)算減震器是懸架系統(tǒng)中最重要的組成部件之一。減震器可設(shè)計(jì)成壓縮阻尼與回彈阻尼微調(diào)，甚至壓縮阻尼可鎖死的狀態(tài)。大多數(shù)我們選擇的減振器需要滿足以下三個(gè)個(gè)條件。擁有足夠的散熱面積能夠確保防止發(fā)生這樣的事。本設(shè)計(jì)中選擇單筒液力式減振器。因此，還要充分考慮懸架的剛度和簧載質(zhì)量，這也是直接決定振動(dòng)衰減程度的值的依據(jù)。2) 減振器阻尼系數(shù) (235)不同懸架的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)杠桿比不同，參賽賽車減振器的具體計(jì)算由下式?jīng)Q定：減振器阻尼系數(shù)δ的確定 (236)故 3) 主要尺寸參數(shù) 筒式減振器工作缸直徑D可由最大卸荷力和允許壓力來近似求得： (237)式中 ——工作缸最大允許壓力，取3~4MPa，此處； —連桿直徑與工作缸筒直徑之比，~，此處；必須圓整為標(biāo)準(zhǔn)值：20，30，40，50，65圓整后 =20mm經(jīng)過計(jì)算與分析最終確定本輛賽車選用充氣式減振器，這種減振器的優(yōu)點(diǎn)是在不利于車輛連續(xù)行駛的路面上行駛時(shí)，能夠體現(xiàn)出更加優(yōu)良的阻尼力，是有著十分出色的工作的持續(xù)性和高速特性。 25 懸架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 懸架裝配設(shè)計(jì)圖在綜合考慮布置空間與懸架的性能要求后，前后懸架的布置如圖前懸架裝配：圖217 前懸架裝配圖后懸架裝配圖：圖218 后懸架裝配圖35 前后懸架總裝配圖:圖219 總裝圖對(duì)于設(shè)計(jì)懸架時(shí)，橫臂首先要考慮軸向長度，角度等問題。這樣的設(shè)計(jì)思路被廣泛的應(yīng)用在賽車包括F1賽車的設(shè)計(jì)當(dāng)中。對(duì)于立柱寬度與厚度的設(shè)計(jì)主要是由軸承的尺寸選擇及制動(dòng)鉗的安裝尺寸決定的。本次設(shè)計(jì)的懸架橫臂材料選用的是4130鋼管，鋼管規(guī)格為14。由于橫臂與立柱連接處的鉸點(diǎn)受力比較復(fù)雜，采用的向心軸承通過軸承套與橫臂焊接在一起的方案，而橫臂與車架連接處的鉸點(diǎn)受力較小，采用的是桿端軸承與橫臂螺紋連接。與車架焊接連接的吊耳，一般有兩種方式，分為31 單片式與整體式，單片式吊耳焊接簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕，但是強(qiáng)度較低，定位角度較低。 圖225 單片吊耳 圖226 整體式吊耳圖227 減震器吊耳 圖228 搖臂吊耳 本章小結(jié)本章主要總結(jié)了懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，主要包括了懸架偏頻的選取，懸架剛度、側(cè)傾角剛度的計(jì)算，以及彈簧與減振器的選取。其中子模塊Adams/Car因其專業(yè)性，在汽車行業(yè)中應(yīng)用更為廣泛。Adams/Car模塊提供了兩種運(yùn)行模式：標(biāo)準(zhǔn)模式和模板模式；不同的模式對(duì)應(yīng)著不同的界面和功能。將整車化為幾個(gè)主要的系統(tǒng)，然后理清每個(gè)系統(tǒng)中的零部件，以及它們之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，定義拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。3) 創(chuàng)建零件。Mount part建立的同時(shí)，也會(huì)生成與之對(duì)頂?shù)耐ㄓ嵠鳎遗c通訊器的名稱相同，方便與實(shí)驗(yàn)臺(tái)相連。6) 定義約束(constrain)。不同的模板還需要進(jìn)行不同參數(shù)變量的設(shè)置。通訊器的作用是把不同的子系統(tǒng)裝配到一起，將裝配體與試驗(yàn)臺(tái)相連。雙橫臂獨(dú)立懸架的主要部件有上橫臂(UCA，Upper Control Arm)、下橫臂(LCA，Lower Control Arm)、轉(zhuǎn)向節(jié)(Knuckle)、橫向拉桿(Tie Rod)，由于車架固定在地面上，因此車架和地面為一體，它們之間由鉸鏈聯(lián)接，并提供給其一個(gè)位移驅(qū)動(dòng)，使其能繞軸上下轉(zhuǎn)動(dòng)[10]。 創(chuàng)建部件與約束前懸架的主要部件有上下橫臂、立柱、推臂、轉(zhuǎn)向橫拉桿、搖塊和減震器組成。為了保證裝配的正確性，需要確定所建立的懸架系統(tǒng)如何與軟件本身的懸掛實(shí)驗(yàn)臺(tái)連接。最后將懸架子系統(tǒng)與試驗(yàn)臺(tái)(Test Rig)裝配在一起，再通過通訊器檢查，得到最終的前懸架系統(tǒng)分析總成圖為裝配后前懸架的模型，在模型中。在正常車輪跳動(dòng)行程內(nèi)，讓車輪定位參數(shù)變化量保持在合理的范圍內(nèi)，保證汽車設(shè)計(jì)所期望行駛特性的能力。以內(nèi)。車輪跳動(dòng)時(shí)外傾角的變化對(duì)賽車的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特性等有很大的影響，外傾角在車輪上跳時(shí)應(yīng)有輕微的負(fù)值，下落時(shí)朝正值方向變化，應(yīng)盡量減少車輪相對(duì)車身跳動(dòng)時(shí)的外傾角變化[14]。變化較小，這將減小輪胎側(cè)向滑移，提高汽車的操縱穩(wěn)定性，符合設(shè)計(jì)要求。車輪前束角對(duì)轉(zhuǎn)向、操縱穩(wěn)定性的影響：1) 前束角過大，在抵消了前輪外傾所產(chǎn)生的側(cè)偏力同時(shí)，前束角還會(huì)產(chǎn)生一個(gè)額外的側(cè)偏力，同樣會(huì)加大輪胎的磨損。車輪前束角隨車輪上下跳動(dòng)時(shí)的變化曲線如所示車輪跳動(dòng)（mm） 前束角（176。/50mm。/30mm，變化較小，這將減小輪胎側(cè)向滑移，提高汽車的操縱穩(wěn)定性，從而符合設(shè)計(jì)要求。過多地加大主銷后傾角也會(huì)影響汽車行駛的穩(wěn)定性，在高速行駛中會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向發(fā)飄，左右牽引的故障。主銷后傾角隨車輪上下跳動(dòng)時(shí)的變化曲線如所示。主銷內(nèi)傾角變化對(duì)轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性的影響：1) 主銷內(nèi)傾角過大，不僅會(huì)使轉(zhuǎn)向輪胎的磨損增加，還會(huì)造成方向盤打到止端后不能自動(dòng)回正。主銷內(nèi)傾角影響轉(zhuǎn)向盤手感和輪胎磨損速度，變化不宜過大，一般將內(nèi)傾角設(shè)計(jì)成隨車輪上跳而增加、下跳而減小的趨勢(shì)。車輪跳動(dòng)主銷內(nèi)傾角（176。利用ADAMS虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)YX5 FSC賽車雙橫前臂前懸架的性能進(jìn)行了仿真分析及優(yōu)化的研究。賴姆佩爾. 懸架元件及底盤力學(xué)[M].吉林：吉林科學(xué)出版社. 19915 [M].6 [M].北京：7 金敘龍 [J].長春汽車研究所. 2001(4): 1135 [J].9 趙寧,?？?. 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院, : 25826110陳有余. ADAMS軟件在汽車操縱穩(wěn)定性研究中的應(yīng)用. 內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸, : 16718911陳軍. MSC. ADAMS技術(shù)與工程分析實(shí)例. 中國水利水電出版社, : 5515612 ALLAN STANIFORTH ,Competion Car Suspention[M], Haynes Publishing,200213 Carroll Smith,Tune To Win[M], AERO PUBLISHERS, 14 Milliken, . and Milliken,.(1995).Race Car Vehicle Dynamics. SAE15 Edmund F. Gaffney III and Anthony R. to Formula SAE Suspension and Frame Design[P]. University of Missouri – Rolla，200216 Cary Henry Michael Martha Hussain Kheshroh and Ryan Prentiss,SAE III: FSAE Suspension Design[P]，11/25/2003章及標(biāo)題 致 謝首先我要感謝的是我的畢設(shè)指導(dǎo)老師夏懷成老師，在我的整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，夏老師給予我很多的指導(dǎo)意見，提供了理論依據(jù)，使我在設(shè)計(jì)中遇到問題時(shí)，能得到很好的解決方案。我們?cè)谝黄鸾?jīng)歷了殘酷的比賽，在失利之后，我們下決心要好下一輛賽車。在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)之后還要跑加工廠，加工零件。再次感謝我的指導(dǎo)老師和我的團(tuán)隊(duì)。2008年，中國的一些院校已參加此項(xiàng)比賽。它的功能是把路面作用于車輪上的垂直反力，縱向反力和側(cè)向反力以及這些反力所造成的力矩傳遞到車架上，以保證汽車的正常行駛。因此，設(shè)計(jì)一款性能優(yōu)異、符合比賽要求的賽車懸架，不僅能提高賽車行駛平順性，使車輪接地性變好，同時(shí)有利于提高操縱穩(wěn)定性[4]；而且可以通過合理的布置，使懸架與轉(zhuǎn)向系的干涉減少，因此不易產(chǎn)生跳擺，有利于提高橫向角剛度，減少側(cè)傾[5]。材料上是用的4130鋼管。正個(gè)懸架系統(tǒng)都會(huì)通過ADAMS進(jìn)行優(yōu)化仿真分析，從而控制主銷參數(shù)，車輪定位參數(shù)在車輪跳動(dòng)過程中的變化范圍，提高賽車的操縱穩(wěn)定性。對(duì)結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)注重協(xié)調(diào)整合，加強(qiáng)溝通使結(jié)構(gòu)布置緊湊，造型優(yōu)美。目前舉辦賽事的國家有美、英、德、意、日等國。懸架是車架或承載式車身與傳統(tǒng)意義車橋或車輪之間傳力連接裝置的總稱[1]。這就使得傳統(tǒng)的空間解析幾何方法在分析雙橫臂獨(dú)立懸架的運(yùn)動(dòng)特性時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)變得非常繁瑣和復(fù)雜，更難于進(jìn)行多方案的比較和分析，因而容易造成分析和設(shè)計(jì)工作的不全面性和盲目性[3]。二、研究主要成果 FSC賽車懸架仍然沿用不等長雙橫臂獨(dú)立懸架系統(tǒng)。再進(jìn)行零部件的設(shè)計(jì)進(jìn)而進(jìn)行整個(gè)懸架系統(tǒng)的裝配。為了提高側(cè)傾剛度，對(duì)橫向穩(wěn)定桿進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且設(shè)計(jì)成剛度可調(diào)，滿足練車時(shí)的對(duì)賽車的調(diào)試[6] 。另外不少懸架系統(tǒng)已經(jīng)配備了直線位移傳感器，隨時(shí)檢測(cè)懸架系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中的狀態(tài)與相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄，以方便后期對(duì)賽車的調(diào)校[7]。（包括主銷參數(shù)，側(cè)傾中心高度，懸架剛度，側(cè)傾角剛度，傳遞比等）懸架零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在保證強(qiáng)度與剛度的前提下，達(dá)到輕量化的目的。賴姆佩爾. 懸架元件及底盤力學(xué)[M].吉林：[5].[M].[6]．[M].北京：[7].金敘龍 [J].(4):1135[8].潘筱 [J].[9]. Bastow, Howard,G.(1993).Car Suspension and Handing(3 rd edn),Pentech Press, London and SAE, Warrendale USA.[10].Edmund F. Gaffney III and Anthony R. to Formula SAE Suspension and Frame Design[P]. University of Missouri – Rolla，2002[11].Carroll Smith,Tune To Win[M], AERO PUBLISHERS, [12].ALLAN STANIFORTH ,Competion Car Suspention[M], Haynes Publishing,2002[13].Milliken, . and Milliken,.(1995).Race Car Vehicle Dynamics. SAE[14].Reimpell, Stoll,H.(1998).The Automotive Chassis:Engineering .[15].Wong,.(1993).Theory of Ground Vehicles.(2 nd edn).SAE.[16].Cary Henry Michael Martha Hussain Kheshroh and Ryan Prentiss,SAE III: FSAE Suspension Design[P]，11/25/2003六、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字： 附錄3 英文原文 附錄3 英文原文燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)外文原文課題名稱：YX5 FSC 賽車懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作學(xué)院（系）：車輛與能源學(xué)院年級(jí)專業(yè)：10級(jí)車輛工程2班