角度c对方程式赛车动力学仿真中弹簧刚度的影响

FSAE_sus_front_third_spring推杆悬架的传力模型如图13-2所示，OB为下控制臂到车轮中心的长度，AC为推杆部件，CDE为旋转支撑架部件，EG为弹簧减震器安装位置；推杆与旋转支撑架在C点通过胡克副连接，旋转支撑架与车架在D点通过旋转副连接，旋转支撑架与减震器在E点通过胡克副连接，弹簧减震器与车架在G点通过胡克副连接，推杆与下控制臂在A点通过球副连接。当车轮处于静止状态时，减震器不工作，此时悬架的传力公式如下所示：

图13-2　推杆悬架传力模型

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将式（13-1）～（13-4）、（13-6）代入式（13-5）并整理得：

式中，Lob为下控制臂与车身铰接中心到车轮中心的水平距离；Loa为下控制臂与车身铰接中心到推杆与下控制臂铰接中心的距离；F为地面对车轮的支撑力；Fac为推杆AC之间的传递力；Fa为Fac在垂直方向上的分力；Lcd为D点到推杆AC之间的垂直距离，即力臂；Lde为DE之间的距离；Fg为弹簧力；K为弹簧刚度；x为弹簧压缩或拉伸最大行程；Fe为弹簧力Fg在力臂Lde上的分力；a为推杆AC与垂直方向的夹角；b为线段CD与力臂Lcd之间的夹角；c为力Fe与Fg之间的夹角，即弹簧与水平面之间的安装角度。

通过分析式（13-7），弹簧刚度与角a、b、c有关，其中角a、b可调节的范围不大，角c可调的范围较大，当角c与水平面的夹角越小时，弹簧刚度越小；因此在推杆式悬架硬件匹配完成后，可以通过角度c的大小来调节整车稳定特性。