一種小型越野賽車懸架的設計與制作

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)的設計與制作方法，首先確定前后懸架的結構形式、選擇懸架系統(tǒng)硬點，然后完成關鍵零部件的設計工作并進行制作和裝配。通過本文的研究，對同類小型越野賽車的懸架設計與制造具有重要的指導意義。

關鍵詞：小型越野賽車；懸架；設計；制作

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

1 懸架硬點選擇

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

在設計前后懸架硬點前應首先確定以下參數(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、制動和轉向性能有重要影響，主銷后傾角定為 10°，主銷內傾角為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)可以確定出立柱設計圖。

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

2 懸架系統(tǒng)零部件設計與制造

（1）當懸架硬點確定后，將其導入SOLIDWORKS，設計上下控制臂的結構，每個懸架硬點代表控制臂兩根鋼管間的連接點中心。控制臂采用叉臂形式，結構簡單緊湊，封閉的結構便于制作，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，強度足夠，而且不影響轉向角度；車身側為桿端關節(jié)軸承，可以在不拆卸的情況下調節(jié)車輪傾角。后懸立柱側使用了可調桿端關節(jié)軸承，上下連桿內側和外側連接位置均采用了可調的桿端關節(jié)軸承，軸承體積更小，結構可以更緊湊，且便于調節(jié)。

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

（3）將設計、選購好的所有零件在實車車架上進行裝配，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。實車懸架裝配圖如下圖所示。

3 結語

裝配好的小型越野賽車在比賽動態(tài)項目中（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計與制造具有重要的指導意義。

參考文獻：

[1]王建，林海英，梁穎華，周文立.大學生方程式賽車設計[M].北京：北京理工大學出版社，2016.

[2]余志生.汽車理論[M].北京：機械工業(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：汽車振動與噪聲、機械設計與制造。