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Wishbone悬挂
2008年10月27日 星期一 上午 11:58

Wishbone悬挂好处多多,可以最大限度使轮胎和路面亲密接触,而不会丧失抓地能力。赛车多用Wishbone悬挂,民用车也有,比如日本的本田,以及北美的较多民用车。但是欧洲车并不多用,不过法拉利是其中之一(之二之三就不列举了)。Wishbone悬挂的缺点就是占得地方太大了,而且维修比较复杂。

那么下面介绍一下Wishbone悬挂。结合标题,这里只谈Double Wishbone悬挂,Wishbone悬挂中运用最广泛的一种。中文翻译为“双A吊式悬挂”,我在Craig07年技术总结里翻译为“Y型叉骨”*1。

*1 译文

“除了车身加长,新车使用了空气动力学效应更高的无龙骨设计。车队将Y型叉骨降低来放低侧箱的边缘。流经的空气将会有所优化。

这些改变同时给前轮的定位带来了一些困难----前轮的外倾角尤为重要。但是如果新的空气动力学套件能够赢得一些单圈时间,外倾角的准确性可以做出一些让步。旦是双方都要照顾到无龙骨设计上,是否能赢得单圈时间就值得商榷了。

这些结果直至Raikkonen在Monza练习赛中的事故才显露出来。Ferrari采用了独一无二的前悬设计----无龙骨设计的主要存在问题是悬挂的上、下Y型叉骨具有相近的长度,这说明在过弯时,车轮外倾角倾向于底盘运动的角度。车轮在行驶过程中外倾角会有一定改变。总的来讲,不同长度的Y型叉骨为了在赛车地盘水平位置的变化下减少外倾角的改变。

为了使上方的Y型叉骨更短,短叉骨本身形成一个较与下方长叉骨更为紧凑的弧形作为连接。这样在赛车过弯时,叉骨提拉轮胎上方来减少在弯道里轮胎外倾角本身的改变。

车队专注于将上方Y型叉骨较于下方叉骨成比例缩短来迎合无龙骨设计。那么如果下方叉骨移向外侧,上方的叉骨也要移动同样的距离。所以Ferrari在上方叉骨与底盘连接的地方加入了一段金属作为延伸。这多少与横向龙骨相似,这说明了Ferrari在缩短上方Y型叉骨来保持前轮外倾角的同时,也能够获得一些空气动力。”

-------译文节选完
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Double Wishbone有三种类型:

  1. 上下两个悬臂长度一样,互相平行
  2. 上下两个悬臂长度不同,互相平行
  3. <!--[if !supportLists]-->上下两个悬臂长度相同,不平行

三种类型各有特点,调校还要结合赛车整体以及赛道结构。所以有时候不能单方面否定某一类型的优势。

我用计算机软件简单的模拟了三种类型在On Bump(一侧轮胎在路肩)以及Rolling(横向车体非水平状态)状态下的运动特征。

快速说明一下模拟的理论前提:从车正前方看,上悬臂看成link2,轮子是link3,下悬臂是link4,车体是ground link – link 1,也就是说一个x-y平面坐标系就建立在车体link1上。Y轴实际上表示轮胎横向移动的距离。这样就形成了一个4-bar mechanism,如下图。


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1. Equal length & Parallel


Picture Ref., www.carbibles.com
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Case 1: On Bump

<!--[if !vml]-->拟图(绿线为轮胎中心的轨迹):

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左边的图可以说是轮胎压在路肩上的情况,中间是正常行驶时悬挂的样子,右图为轮胎压进凹坑。模拟了转角从60度(右图)到120度(左图)中的变化。为了在下文阐述各种悬挂的不同,我又模拟0180度的运动轨迹(当然实际情况下是不可能的):

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很明显,轨迹是个半圆,因为4-bar形成的图形为矩形(平行四边形)。

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<!--[if !vml]--><!--[endif]-->回到60-120度的夸张模拟中,根据轮胎在悬臂各角度变化下相应的Y值(实际轮胎的横向偏移量):

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上图单位毫米。

图中显示,最高与最低值相差26毫米,而且曲线左、右相对于中心对称。也就是轮胎移动到最高和最低点时,横向位移一样。数据可以验证这一点,显示如下:

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这里也包含了一些初始数据。

结论:

轮胎抓地面的横向移动:轮胎在上下震荡的过程中,轮胎与地面接触面会横向改变26毫米之多。当然,这里需要强调的是,模拟是为了得出结论,所以角度浮动范围设定得比实际要广得多,这样对比起来比较明显。

外倾角:(Camber Angle)没有改变。因为平行四边形的缘故,link1 (车体)保持竖直,那么4-bar的另一侧,轮胎也将保持竖直。

Case 2: Rolling

车体有滚动趋势时,如下图:

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很明显,两悬臂平行且相等的缘故,车轮偏角(Camber Angle)和车体偏角相同。从前文图中运动轨迹可以判断出左右两轮与地面的接触面平移距离相同,方向相反(绿点表示原始的轮胎滚动轨迹,红点为改变了的轮胎滚动轨迹)。


待续


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2008年10月27日 星期一 下午 06:52 | 回复
我對這個都不感興趣 哎
 
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