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，懸架系統能綜合多種作用力，是影響賽車操縱性發揮的關鍵部件之一。因此，合理設計并制作懸架系統對于發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和車輪運動時的參數變化，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：

（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。根據輪邊參數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；車身側為桿端關節軸承，可以在不拆卸的情況下調節車輪傾角。后懸立柱側使用了可調桿端關節軸承，上下連桿內側和外側連接位置均采用了可調的桿端關節軸承，軸承體積更小，結構可以更緊湊，且便于調節。

（2）根據賽車的質量參數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。