FSAE方程式赛车悬架及转向系统机构设计与仿真(7)
间尺寸等的要求，故决定使用不等长双横臂式独立悬架作为FSAE赛车的悬架。
应用于赛车的不等长双横臂悬架通常分为两种， 拉杆不等长双横臂悬架和推
杆不等长双横臂悬架，两种形式各有优缺点。
拉杆不等长双横臂悬架系统中的减振器和摇臂位于车架底部，降低了重心高
度，且不影响车身的流线型设计；但是由于拉杆长时间受拉，而材料的抗拉强度
通常相对较低，一旦材料选用不当的话，杆件容易被拉断。 由于赛车的高速特点，
车身的流线型设计对赛车动力性的影响尤为明显，同时，我们希望前悬架的重心
比较低，有利于赛车的操纵。综上，赛车的前悬架采用拉杆不等长双横臂悬架。
推杆不等长双横臂悬架的推杆由于长时间处于受压状态，所以即使在赛车上
长时间工作也不易折断，且利于减振器的布置，通常可以布置在车身外部，方便
调节其阻尼；但是减振器和摇臂需要置于车架上部，不利于赛车的流线型设计。
作为赛车的后悬架，减振器的位置并不影响车身的设计，因此考虑到推杆式可靠
性高和设计难度低的特点，赛车的后悬架采用推杆不等长双横臂悬架。
2.3.2 悬架几何
根据赛车总布置设计、 车架结构、悬架形式和部分特殊部件的选用（如轮辋、
轮胎等） ，初步绘制悬架的总体结构与布置的图纸，图纸反映了悬架各硬点的位
置、前后轮距、轴距、重心位置、前后悬架静态侧倾中心、整车的侧倾轴线、赛
车最小离地间隙、控制臂的长度方位、主销横向偏移距、主销拖距等。另外，通
过简单计算，可以估算悬架安装比率的范围，经过后面2.4.3节的刚度计算可以
得到精确的悬架安装比率。通过第四章和第五章的仿真优化可重新调整悬架结构。
前悬架正视图： 图2-1 前悬架正视图 后悬架正视图：
图 2-2 后悬架正视图 前后悬架侧视图：
图 2-3 前后悬架侧视图
2.4 悬架主要参数设计
悬架参数设计包括车轮定位参数的选定、刚度计算、阻尼计算。各参数的选
取与总布置设计有密切关系，现将整车参数列表如下：
表2-1 整车参数表
参数名称 数值 参数名称 数值
轴距l(m) 1.575 重心到侧倾轴线的距离H(m) 0.23
前轮距tF(m) 1.22 前轴轴荷(%) 46.6
后轮距tR(m) 1.18 重心到前轴的距离a(m) 0.841
重心高度h(m) 0.267 重心到后轴的距离b(m) 0.734
前悬架静态侧倾中心高度ZRF(m) 0.0194 整车质量（含车手 60kg）m(kg) 294
后悬架静态侧倾中心高度ZRR (m) 0.0523 簧上质量估算值msm (kg) 247
2.4.1 车轮定位参数
车轮定位参数是指车轮外倾角、主销内倾角、主销后倾角和车轮前束角，它
们的主要作用是保证车辆直线行驶稳定性及转向轻便性，使前轮转向后车轮具有
自动回正作用。同时，要求前束和外倾合理匹配，使车轮在直线或转向行驶时磨
损最小。
国内外 FSAE 赛车车轮定位参数一般在表2-2 所示的范围内选取[25][26][27]
。
表 2-2 FSAE赛车车轮定位参数选取范围
车轮定位参数 车轮外倾角 主销内倾角 主销后倾角 车轮前束角
前悬架 -3°～0° 2°～8° 2°～8° -2°～2°
后悬架 -3°～0° 0° 0° 0°
赛车的前轮定位参数一般是负外倾角搭配负前束，这样选择的原因主要有以