ADAMS/Car轮毂电机驱动大学生方程式赛车悬架结构设计与分析(3)

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耐久测试 300

制造成本分析 100 效率测试 100

静态项目总分 325 动态项目总分 675

2011 年 3 月，南京理工大学成立 NUT 方程式赛车油车车队，并且独立成功设计了南京理工大学第一辆方程式赛车。时至今日 NUT 车队已经连续参加了 4 届 FSAE 比赛并且获得了不错的名次。

1.2 本课题国内外发展现状

对于悬架设计方面，国内从上世纪八十年代开始研究，在九十年代涌现不少研究成果。最显著的成果则是由中国工程院院士郭孔辉提出了从侧向力、纵向力方向研究悬架，并在所著书籍《汽车操纵稳定性》中对悬架的运动作了全面的分析。论文网

其次，清华大学张越今博士著的《汽车多体动力学及计算机仿真》中提到了运用仿真软件 ADNAS 建模，并得到仿真结果，得到汽车悬架的一些列参数。根据理论知识计算得到悬架的这些参数，对比软件结果和理论运算结果，可以发现仿真结果很符合计算结果，从而验证仿真建模分析这一套方法对于悬架设计的可行性。

该书还提到了利用 ADAMS 建立双横臂独立悬架仿真模型，然后进行运动学仿真分析。在对车轮的侧向滑移进行详细分析的基础上，同时进一步优化设计，从优化结果看，车轮接地点侧向滑移量大大降低，轮胎的磨损情况得到极大改善。通过 ADAMS 进行双横臂独立悬架的建模、仿真，分析该悬架的定位参数在车轮上下跳动时所发生的变化，从而保证汽车拥有良好的不足转向特性和回正特性，从而更好地指导修正设计。

国外发达国家对车辆悬架运动学的研究相对起步较早，几乎同步于独立悬架诞生之日。其中德国人耶尔森·赖姆帕尔在所著书籍《汽车底盘技术》对悬架的运动给出了十分全面的解析，并且明确定义了车轮外倾角、车轮前束、主销内倾角、主销后倾角这些车轮定位参数。以及这些车轮定位参数与汽车操纵稳定性之间的关系。对于悬架运动学的分析，给出了一系

本科毕业设计说明书第 3 页

列典型悬架的车轮定位参数的变化曲线，且这些曲线都是实测得到的，从而建立了一套悬架性能的评判标准。

对于轮毂电机应用汽车悬架的设计方面，国内学者也都投入了大量的时间精力去研究，其中以罗鑫源在汽车主动悬架研究以及赵艳娥对轮毂电机驱动系统下电子差速系统研究较为突出。对于轮毂电机驱动电动车悬架设计，最普遍也最被认可的一种方案是基于麦弗逊式独立悬架的改造，而且有一定应用。其中日本研发走在最前面，美国和德国的一些老牌汽车制造商对于普通乘用车上应用轮毂电机的技术也给予相当的关注和实验。法国跑车制造公司 Venturi 更是在在 2008 年巴黎车展上展示概念版四轮驱动跑车“Ventu-ri Volage”。国内汽车厂商，像广汽集团、奇瑞汽车也开始尝试在一些车型上使用轮毂电机。我们有理由相信，轮毂电机驱动汽车技术有着深远的发展前景。

1.3 本课题的主要研究内容

当前我国在电动汽车的研发方面取得很多发展和突破。并且创造了数以千计的专利，研制开发了多款电动汽车概念车和样车。由于电动车的节能环保，可以说电动车的发展前景一片光明。而轮毂电机驱动大学生方程式赛车是一次大胆而美好的尝试。本课题主要工作便是：首先，参照规则对赛车的悬架进行设计。然后解决轮毂电机的布置以及干涉问题。最后在 ADMAS/CAR 里进行建模仿真，得到赛车的定位参数车轮外倾角、车轮前束、主销内倾角、主销后倾角在-30mm 至 30mm 轮跳范围内的变化，从而得到悬架设计的合理性。