FSAE悬架的设计

文章来源：焉知智能底盘发布时间：2021-06-09

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汽车悬架传递车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩。

悬架的概述

汽车悬架传递车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩。缓和、抑制路面对车身的冲击和振动。保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性,保证汽车的操纵稳定性。

悬架的形式和构件

构件：导向机构、弹性元件、阻尼元件、稳定机构、限位装置等。

1.导向机构：起导向与传力作用，其决定车轮的运动轨迹和定位参数的变化，决定着悬架中心和整车的侧倾中心和纵倾中心，影响整车性能。

2.弹性元件：起承载和缓冲的作用，决定悬架刚度及振动频率，影响动力性能的发挥和转向特性，其主要有螺旋弹簧、钢板弹簧、空气弹簧、油气弹簧、磁力减振等。

3.阻尼元件：起吸能与散能的作用，提高轮胎抓地力有效降低车轮的振幅及着地压力。

形式：独立悬架、非独立悬架

悬架的设计

一、设计目的及意义

悬架是汽车的车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并减少由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。

二、总体的设计方案

FSEC赛车的悬架几乎全部为双横臂式独立悬架，因为双横臂式独立悬架的簧载质量轻，可通过自己选择上下横臂的长度及铰接点的位置来获得合适的侧倾、纵倾中心，设计自由度大，使得悬架具有优秀的运动特性，使赛车具有良好的转弯性能、直线行驶性能，提高赛车的操纵稳定性。

悬架设计是以操控性、可靠性为目标，在保证安全的前提下，尽可能的减轻簧下质量，最大程度地挖掘轮胎的性能。前后悬架均采用不等长双横臂独立悬架。

悬架的设计思路

悬架的设计思路是由外而内的：

悬架参数
轴距（mm）	1540
前轮距（mm）	1180
后轮距（mm）	1160
整车质量（空载）（kg）	280
整车质量（满载）（kg）	350
前后轴荷分配	45比55
前悬外倾角（°）	-1
后悬外倾角（°）	-1
前悬主销内倾角（°）	4
后悬主销内倾角（°）	0
前悬主销后倾角（°）	4
后悬主销后倾角（°）	0
前束（°）	-1
后束（°）	0
轮胎半径（mm）	232

FSEC 赛车四轮定位参数：

计算流程：

悬架偏频：n=（√k/m）/2π，k为悬架刚度，m为簧上质量；偏频为评判整车平顺性能的一个重要参数，在汽车设计初期就要先定义偏频的范围；将汽车简化成成车身、轮胎两自由度系统。分别假设轮胎不动、车身不动，分别得到轮胎固有频率和车身固有频率，就成为偏频。好处是可以分别考虑汽车的高频共振和低频共振 (悬架偏频是指赛车簧上质量在无阻尼情况下的固有频率，偏频越高，则悬架越硬，赛车的操控性越好，偏频越低，则悬架越软，赛车的舒适性越好，能更好的缓冲路面冲击。)