20 - 大学生方程式赛车悬架系统参数优化设计.pdf

大学生方程式赛车悬架系统参数优化设计 刘寅童，邢立轩，卢泳陵* 同济大学 【摘要】大学生方程式赛车当前已经风靡全球。其设计形式可谓五花八门。作为一款赛车， 悬架系统对于其整车性能的影响不可忽视。为了能够使赛车的操控性能最优化，对于不同的赛 车，即使采用相同的悬架结构形式，也应该具有不同的设计参数。本文将以自行设计的赛车为 基础，针对赛道路况，设计及优化悬架系统参数，以使赛车能够达到较好的操控性和平顺性。 【关键词】大学生方程式赛车，悬架系统，侧倾中心，前轮外倾角，悬架刚度 Optimization for the Suspension Parameters of Formula SAE Car Liu Yintong, Xing Lixuan, Lu Yongling Tongji University Abstract: Formula SAE has been already very popular among the young people globaly. The design has also been diversified. As a racing car, suspension system has a great effect on the performance of the car. As a result, a similar suspension structure on different car must has differenet parameters, to optimize the performance. In this article, the design was based on a self-built car and the parameters was optimized for circuit condition to improve the controlling and riding performance. Key words: Formula SAE, Suspension system, Roll center, Camber, Suspension stiffness 1 研究背景 大学生方程式赛车系列赛事（Formula SAE）由美国汽车工程师协会（SAE International） 创办于 1979 年。经过了 30 年的发展，目前在全球范围内已经在 11 个国家举办。由于其特 有的教学实践方式及赛事本身的专业性，在大学生中深受欢迎。 由于该赛事除了考核赛车的动力性，也对赛车的操控性及设计方法同等重视，因此在赛 车的结构上的设计及优化就需要相当细腻的处理。而悬架系统作为赛车的“四肢”，直接影 响赛车的操控性及平顺性，甚至赛车在赛道上的行驶姿态，因此，其优化设计的重要性更加 不可忽视。 本文将以自行设计的赛车为蓝本，针对赛事赛道路况，利用 CATIA 及ADAMS等 CAD/CAE 作者介绍：刘寅童，男，05级本科；研究方向：车辆工程 E-mail: leon804_liu@ 邢立轩，男，07级本科；研究方向：车辆工程 xinglixuan@ 卢泳陵，男，07本科；研究方向：车辆工程 comeonrabbit@ 软件，结合汽车理论知识，对初步完成的悬架系统结构的参数进行优化设计，并对方法加以 总结，以达到一个比较理想操控性及平顺性。图 1 所示为悬架结构基本形式。 图 1 赛车悬架结构基本形式 2 赛车基本参数 在进行赛车悬架系统的详细参数设计之前，根据已知的发动机及其套件重量、车手体重 及其传动系统重量，可以初步估算出前后轴荷分布比例 F / F =4