悬架及转向系统结构设计与强度分析(4)
顺性可以基本不用考虑。因为赛车手本身就需要有超常的身体素质来在比赛中驾驶
赛车，而振动带来的不适与其它严酷驾驶环境的考验相比可以说微不足道。而从赛
车本身来看，严重的振动现象可能会使赛车某些零部件的寿命降低，也会导致一些
紧固件快速的失效。但是赛车上绝大部分零部件的设计寿命都很短，一般都需要在
几场甚至一场比赛之后更换。所以在零部件低寿命的要求下，振动对零部件寿命所
产生的影响也就变得无所谓。而由于振动使紧固件容易失效的问题也可以通过使用
特殊紧固方法很容易的解决。所以考虑上述的这些原因，为了能使赛车获得更好的
运动性能，赛车的整车平顺性自然会被牺牲。
赛车整车的质心位置在比赛过程中的稳定至关重要。F1赛车在比赛中经常需要
在各个方向做出3G 至5G的加速运动，即使对于 FSAE赛车而言，获得 1G至2G的加
速度也不很困难。如果赛车的悬架刚度过小，在比赛中悬架的跳动行程过大，那么
在大加速度运动时所产生的载荷转移就会使整车质心位置发生剧烈变化，这样会进
一步造成载荷转移的程度加剧。而且赛车在赛道上高速行驶时，需要根据赛道的走
向迅速的做出各种机动动作。当赛车从前一个动作快速进入到下一个动作时，很有
可能前一个动作所产生的质心位置变化还未恢复到赛车静态的平衡位置，此时赛车
各轮胎的载荷情况无法精确的预知和控制，而轮胎载荷变化所引起的轮胎附着效果
的变化很有可能会对赛车进入下一个机动动作产生极为不利的影响。
赛车在比赛中悬架的跳动行程过大还会对赛车的空气动力学效果产生影响。赛
车在高速行驶时，空气动力学对赛车极为重要。F1赛车在高速行驶时，气流所产生
的下压力可以大于赛车本身的重量，而这些下压力可以转化成为赛车轮胎的附着力
而使赛车更快速的行驶。下压力不仅来自与车身上的负升力翼和整流罩，而且还来
自于路面和赛车底部之间形成的地面效益。使地面效益稳定发挥作用的一个关键因
素就是保证赛车离地间隙在行驶过程中的稳定。这就要求赛车悬架在受到各种载荷
时的跳动非常小。所以赛车的悬架刚度必须很大。FSAE方程式赛车的悬架偏频多为
2.0Hz 至 3.0Hz 左右，远大于人体所习惯的垂直振动频率，即步行时身体上下的运
动频率，约为1~1.6Hz[4]
。而对于F1方程式赛车，由于各种空气动力学套件可以为
赛车获得巨大的气动下压力，所以赛车速度的变化会使悬架的载荷发生很大的变化。
为了控制车轮的跳动行程，F1 赛车的悬架偏频要远远大于 FSAE 赛车，约为 5.0Hz
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