漂移三輪車的設計

金鉆

（南京航空航天大學金城學院，江蘇 南京 210000）

提 要：文章介紹了漂移三輪車的設計過程，論述其車架的結構形式和特點，車架之間的連接方式，橫梁和縱梁的布置及結構設計，發動機安裝的位置及布局，并分析了車架的強度和剛度。

關鍵字：漂移；車架；結構；強度

引言

漂移三輪車是近幾年悄然興起的極限運動，結構簡單成本低，操控更加簡單，能夠讓更多的人輕易體會到漂移的樂趣。漂移三輪車的車架結合了小輪車和卡丁車的特點，隨著目前中國社會汽車保有量的增加，汽車改裝文化的逐漸流行，汽車漂移引起了越來越多的汽車愛好者的興趣，一些城市中有一些小型的卡丁車賽車場，但這樣的賽車場是讓更多的愛好者體驗到的是競速的樂趣，很難體會到漂移的樂趣。漂移三輪車的出現也很好地彌補了這一相對低端的漂移賽車市場的空白，在這樣的背景下，設計出一款容易制作的漂移三輪車。其車架結構如圖1所示。

圖1 車架簡圖

1 車架的總體結構設計

1.1 車架材料的確定

車架是漂移三輪車的基礎部分，發動機和其他所有的零部件都置于其上方，為了讓漂移三輪車的制作更加容易，其結構力求簡單，并且簡化工藝，成本更低且有足夠的強度能夠撐起整個車身，車架采用304不銹鋼鋼管進行切割，彎管和焊接。

1.2 車架前部的設計

漂移三輪車車架前部是一個自行車前半部分的結構，這是這輛漂移三輪車的轉向機構，為了保證這輛漂移三輪車不因車架的受力形變而影響其轉彎特性和漂移時的操控穩定性。因此在前端布置了三根304不銹鋼鋼管，保證車架前半部分的強度。[1]

1.3 車架長度的確定

漂移三輪車的車架結合了小輪車和卡丁車的特點，車架的長度主要由整車的長度來確定，根據發動機尺寸（400mm*370mm*410mm）及橫梁和座椅等部件的布置情況，確定車架的軸距為1350mm，除自行車部分外的車架總長為1050 mm，腳架長350mm。

1.4 車架寬度的確定

車架寬度受后軸的影響，結合整車的布局，發動機的安裝位置等因素的綜合考量，確定裝上后軸和后輪之后的總寬度為1250mm，車架寬為650mm。

1.5 車架橫梁的布置結構

橫梁的作用主要是連接車架內側的兩根縱梁，并在之后連接前面的自行車部分和后車架部分時起到穩固連接的作用，同時和車架的前半部分構成了一個完整的框架,保證車架有足夠的扭轉剛度。對于車架結構，合理布置橫梁及其連接形式則是保證車架具有剛度的必要條件，而在這輛漂移三輪車中，車架的橫梁又是安裝發動機的安裝基體，因此在確定各橫梁的位置前，必須合理考慮到整車各總成的布置情況，保證其他部件的正常安裝。[2]

1.6 車架縱梁的布置結構

縱梁是車架的主體，承載了后車架上的發動機橫梁及其他部件，選用兩根鋼管直接與車架的外沿部分進行焊接，結構簡單，本車架縱梁由兩根長1100mm的304不銹鋼鋼管組成，間距為240mm。

1.7 漂移三輪車前半部分和后半部分連接處的連接

漂移三輪車車架的前半部分是一輛只留下自行車前半部分的結構，在連接的位置采取如圖2所示的連接方式，在自行車部分與車架的接觸部分，在車架連接處的上下位置分別加上兩根短的304不銹鋼鋼管作為橫梁，增加其連接的強度。

圖2 連接方式

1.8 漂移三輪車腳架位置的安裝及確定

為了讓車手在漂移時腳能夠有空間放置在車的前半部分，也同時考慮到整車的前后配重比，車手的腳在漂移以及駕駛時能夠放在腳架上，同時也是為了車手的安全考慮，讓車手坐在車上時能夠有一個更好的駕駛姿態。腳架也可以兼做是車架縱梁的一部分，增加車架的強度。

2 發動機部分的設計

2.1 發動機的選擇

為了讓這輛漂移三輪車能夠有一個合理的推重比，足夠的馬力來推動這輛車，采用一臺單缸的汽油發動機，這臺發動機的毛重為17kg，排量約為0.2升，并且有較低的成本。[3]

2.2 發動機安裝位置的設計

因為發動機后置，為提高發動機安裝在車架上的穩定性，將發動機安裝在兩根方管上，將鋼管作為車架的橫梁，再固定到車架上，以保證漂移時發動機和后軸之間傳遞動力的穩定性。兩根方管為壁厚為4mm的中空方管，對這兩根方管需要與發動機和車架連接的部分進行打孔處理，用螺釘將鋼管和發動機進行連接。

3 后軸安裝位置的設計

將卡丁車的后軸安裝在車架的最后部分，軸在車架的范圍內盡可能地靠后安裝，讓該漂移三輪車的軸距在合理的范圍內盡可能的拉長，使該漂移三輪車更容易做出甩尾的動作。[4]

4 車架的強度的計算和校核檢驗

該車的車架主要需要施加兩個載荷，分別是后車架的發動機和座椅上的車手。[5]

1）車手座位區的載荷

假定車手的質量是75kg，座椅的面積是40000mm2。

2）發動機和橫梁處載荷

發動機的質量是17kg，兩根橫梁的質量是2kg，發動機與車架的接觸面積是6000mm2。

根據使用的304不銹鋼鋼鋼管的抗拉強度，通過計算校核車架能夠承受的壓力。（304不銹鋼鋼管的抗拉強度為520MPa，該三輪車采用的是直徑為30mm，壁厚為2mm的鋼管）

由鋼管所能承受的最大壓力的公式，對于整個車架的受力來說：

通過計算結果分析出，車架實際承受的壓力遠低于其理論上所能承受的最大壓力，符合車架剛度的要求，車架的扭轉剛度主要也由車架上所承載的壓力大小決定，綜上所述，該車架滿足性能要求。

5 結束語

本文對這輛漂移三輪車從材料選擇，結構布局和剛度分析等方面進行了對該車的設計。在設計中將這輛車的后車架部分做到結構簡單且能夠達到所需要的承載強度，在外車架的外沿內側直接加入兩根縱梁，起到承托橫梁和后軸的作用，車架后部的兩根橫梁承載著發動機，并通過計算確定其剛度的合理性。