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大学生电动方程式赛车设计:悬架等效臂解析

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:等效臂的意义是可以将车轮某一瞬时相对车架的运动看作车轮固连等效臂围绕瞬心的运动。图3-7展现了一种极端的悬架,它的等效臂很短,只有半个轮距,而且其瞬心与侧倾中心重合,并在悬架平跳或侧倾时都不改变位置。图3-7侧倾中心不变的悬架等长平行横臂悬架瞬心在无穷远处,它的等效臂可以认为是无穷长的,如图3-8所示,悬架平跳时,车轮外倾角的变化为0。

大学生电动方程式赛车设计:悬架等效臂解析

在横向平面内双横臂悬架可以看作一个四连杆机构,两臂交点为瞬心(Instant Center,IC),从瞬心向车轮作垂线所成线段为等效臂。等效臂的意义是可以将车轮某一瞬时相对车架的运动看作车轮固连等效臂围绕瞬心的运动。瞬心的位置、等效臂的长短会随车轮跳动而变化。横向平面内的等效臂长度越长,在悬架平跳工况下车轮外倾角的变化越小。有了等效臂的概念,就可以通过以下几种不同类型的悬架来初步研究悬架几何结构。

图3-7展现了一种极端的悬架,它的等效臂很短,只有半个轮距,而且其瞬心与侧倾中心重合,并在悬架平跳或侧倾时都不改变位置(相对于车身)。在图3-7(c)所示侧倾工况下,车轮外倾角与轮距的变化都为0°。但是在图3-7(b)所示悬架平跳工况下,其车轮外倾角变化很大,轮距也变小了一些。

图3-7 侧倾中心不变的悬架

等长平行横臂悬架瞬心在无穷远处,它的等效臂可以认为是无穷长的,如图3-8(b)所示,悬架平跳时,车轮外倾角的变化为0。但是在侧倾工况下(图3-8(c)),车身若倾角为3°,则车轮外倾角的变化也为3°,而且外侧轮胎得到外倾,内侧轮胎得到内倾。另外,只有在图3-8(a)所示的情况下其轮距最大,而在其他情况下轮距会急剧减小。

图3-8 等长平行横臂悬架(www.xing528.com)

若横臂基本形式不变时,以等长平行横臂为例,横臂长度越长,悬架动态性能越优。在悬架平跳工况下,长横臂的悬架轮距变化明显比短横臂的悬架小。长短横臂的关系如图3-9所示。

目前流行的双横臂布置形式是图3-10所示的不等长双横臂形式。通过等长平行横臂悬架与侧倾中心不变的悬架的比较可以发现,车轮外倾角等参数若在平跳工况下变化很小,则通常会在侧倾工况下变化很大。也就是说,加速制动与高速过弯工况只能保证其一,不能两者兼得。不等长双横臂悬架就是两者的折中,其上臂较短且下垂,就是为了减小悬架平跳时轮距的变化,并且让车轮上跳时得到一些负外倾。

图3-9 长横臂与短横臂

图3-10 不等长双横臂

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