悬架运动学如何提高性能-汽车工程师华体会体育app官方华体会官网app下载

为了让赛车在赛道上跑得更快，我们可以做一些事情来提高单圈时间。我们可以降低重量，增加发动机功率，增加下压力，减少阻力，增加轮胎抓地力。不幸的是，所有这些变化通常都有缺点，例如:

更低的重量-耐久性降低，更昂贵的材料/工艺
发动机功率增加，能源消耗增加，更难驾驶
更大的下压力——通常是以更大的阻力为代价的
更小的阻力——通常是以更小的下压力为代价的
更好的轮胎——更粘的轮胎通常磨损得更快

为了提高性能，我们总是要做一些权衡。例如，在耐力赛中，拥有更大的发动机功率会减少单圈时间，但会增加燃料消耗——这反过来会需要更频繁的进站(单圈时间模拟软件)OptimumLap例如，可以用来确定这些关系)。

另一个充满权衡的领域是悬架运动学。无论是关于设计一个新的悬挂或建立一个现有的设计在美国，几乎每一个决定都是一种权衡。我的滚转中心应该低以降低底盘响应，还是高以加快底盘响应?我应该有很多的弯曲增益在滚动或没有?非线性的运动比例是否会帮助我控制驾驶高度，还是会在汽车滚动时过多地改变汽车的平衡?

很明显悬架设计设置是一个折衷的雷区，但是性能收益如何呢?通过优化悬架设计可以获得多少好处?

在这个例子中，我们将看看一个通用的前悬挂赛车．这辆车的前悬挂有两种可能的配置。基线设置和选项设置，后者降低了上部控制臂的板内拾取点约20毫米(3/4英寸)。

基线和选项设计显示在这个动画中。在选项设计中，上控制臂内点向下移动了20毫米。

使用OptimumKinematics，对典型低速弯道的这两种运动学设置进行仿真。在中间的拐角，汽车将滚动和转向。下面的动画显示了两种设计在中间角落的状态。细心的读者会注意到轮胎的弯曲角度在两种设计之间略有不同。Option设计的结果是外部轮胎的负弧度略高(外部轮胎的负弧度多0.25度，内部轮胎的正弧度多0.25度)。

两种设计均为中角状态。可以看到基线和选项之间弧度角的微小变化。

通过使用轮胎数据和轮胎模型，可以计算出这种弧度变化对抓地力的影响。在不深入细节的情况下，更有利的弯曲角度会导致在弯角中间的横向抓地力增加2.1%。这实际上意味着，对于我们在这个例子中看到的低速弯道，汽车可以以大约1公里/小时(0.6英里/小时)的速度前进(94公里/小时而不是93公里/小时)。这两种设计之间唯一的区别是将两个拾取点向下移动了约20毫米。

这只是运动学如何用于提高性能的一个例子;但我们还没有讨论移动拾取点会产生的其他影响。我们必须权衡很多因素。