一種小型越野賽車懸架的設(shè)計(jì)與制作

王競 雷雄 周大翠

摘 要：本文研究的是一種小型越野賽車懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作方法，首先確定前后懸架的結(jié)構(gòu)形式、選擇懸架系統(tǒng)硬點(diǎn)，然后完成關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)工作并進(jìn)行制作和裝配。通過本文的研究，對同類小型越野賽車的懸架設(shè)計(jì)與制造具有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：小型越野賽車；懸架；設(shè)計(jì)；制作

對于小型越野賽車來說，對其操縱性的要求遠(yuǎn)高于舒適性，懸架系統(tǒng)能綜合多種作用力，是影響賽車操縱性發(fā)揮的關(guān)鍵部件之一。因此，合理設(shè)計(jì)并制作懸架系統(tǒng)對于發(fā)揮賽車的性能是具有決定性作用的。

1 懸架硬點(diǎn)選擇

前懸為雙橫臂結(jié)構(gòu)，后懸為三連桿結(jié)構(gòu)。雙橫臂懸架能夠比較自由地控制加減速時(shí)車輛的姿態(tài)和車輪運(yùn)動(dòng)時(shí)的參數(shù)變化，同時(shí)，在惡劣路面行駛時(shí)它能夠提供更好的操控性。三連桿獨(dú)立懸架能提供多個(gè)方向的控制力，使輪胎具有更加可靠的行駛軌跡的懸架結(jié)構(gòu)。

在設(shè)計(jì)前后懸架硬點(diǎn)前應(yīng)首先確定以下參數(shù)：

（1）前輪距為1400mm、后輪距為1380mm，軸距為1400mm、最小離地間隙為250mm。

（2）針對復(fù)雜的越野賽道，前輪選用“米”字型輪胎，后輪 “人”字型輪胎。前后輪胎型號(hào)均為22x7-10，提升賽車的抓地力；輪輞尺寸10x 7，由鍛造鋁材料制成。

（3）車輪定位參數(shù)對汽車加速、制動(dòng)和轉(zhuǎn)向性能有重要影響，主銷后傾角定為 10°，主銷內(nèi)傾角為6°，車輪外傾角為-2°。

（4）立柱連接著車輪與懸架控制臂，承受并傳遞著地面通過輪胎輪輞輪轂傳來的各向載荷，是賽車中受力情況最惡劣的零件之一。根據(jù)輪邊參數(shù)可以確定出立柱設(shè)計(jì)圖。

（5）立柱確定后，即可確定懸架外側(cè)（與立柱連接）硬點(diǎn)；然后根據(jù)最小離地間隙和避免干涉原則確定出懸架內(nèi)側(cè)（與車身連接）硬點(diǎn)。

2 懸架系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì)與制造

（1）當(dāng)懸架硬點(diǎn)確定后，將其導(dǎo)入SOLIDWORKS，設(shè)計(jì)上下控制臂的結(jié)構(gòu)，每個(gè)懸架硬點(diǎn)代表控制臂兩根鋼管間的連接點(diǎn)中心?？刂票鄄捎貌姹坌问?，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，封閉的結(jié)構(gòu)便于制作，焊接變形對安裝位置的影響不是很大。

前懸架控制臂與立柱的連接采用平放魚眼軸承，強(qiáng)度足夠，而且不影響轉(zhuǎn)向角度；車身側(cè)為桿端關(guān)節(jié)軸承，可以在不拆卸的情況下調(diào)節(jié)車輪傾角。后懸立柱側(cè)使用了可調(diào)桿端關(guān)節(jié)軸承，上下連桿內(nèi)側(cè)和外側(cè)連接位置均采用了可調(diào)的桿端關(guān)節(jié)軸承，軸承體積更小，結(jié)構(gòu)可以更緊湊，且便于調(diào)節(jié)。

（2）根據(jù)賽車的質(zhì)量參數(shù)以及減振器阻尼值常用工作范圍對減振器進(jìn)行選型。

（3）將設(shè)計(jì)、選購好的所有零件在實(shí)車車架上進(jìn)行裝配，首先把立柱安裝在輪轂上，然后將控制臂安裝在立柱和車架上，最后將減振器安裝在控制臂和車架上。實(shí)車懸架裝配圖如下圖所示。

3 結(jié)語

裝配好的小型越野賽車在比賽動(dòng)態(tài)項(xiàng)目中（包括牽引力測試、操控測試、爬坡測試、耐力測試等）均取得較好成績，通過本文的研究，對同類小型越野賽車的懸架設(shè)計(jì)與制造具有重要的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]王建，林海英，梁穎華，周文立.大學(xué)生方程式賽車設(shè)計(jì)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2016.

[2]余志生.汽車?yán)碚揫M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

作者簡介：第一作者王競（1988-），女，漢族，四川德陽人，碩士，助教，研究方向：汽車振動(dòng)與噪聲、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造。