红牛从2009年开始使用拉杆式后悬挂,再次之前已经很多年没有车队采用这样的设计。主要是因为为了配合尾部扩散器赛车的减震器和弹簧需要放在变速箱的上方,这样可以在赛车下方创造一个气流通道。
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F1赛车悬挂系统
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F1赛车的前后悬挂系统非常的相似,虽然有不同的包装但是主要部件是一样的。上下两个叉臂控制着车轮,叉臂外侧通过一根杆来控制曲轴从而带动悬架系统中的不同部件。首先是以扭杆形式存在的弹簧,模样就是笔直的线圈弹簧。他们的压缩和拉升都是为了支持赛车重量而进行弹簧式的缓冲。减震器,一个车轮一个。他们随着车轮的颠簸而上下移动。防滚架控制着重量从赛车一边传递向另一边。第三弹簧同样控制着赛车左右摇摆。当赛车在赛道上颠簸时,如何处理赛车和赛道的碰撞以及如何让赛车在高速状况下保持和地面的高度对于保持一定的下压力非常的重要,而这部分则就是关键先生。有些车队为了能够平衡赛车轮胎不受控制的颠簸对底盘造成的影响,会在这个部分加入惰性减震器。
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当连杆从下叉臂的外侧开始推动曲轴向上运动就称之为推杆,就像悬挂在颠簸时推动曲轴。相反当如果从上叉臂处连接着较低位置的曲轴就是拉杆,就像拉着曲轴运动。
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拉杆不是什么新鲜东西,1974年Brabham的设计师Gordon
Murray就在BT44上采用这样的设计。Murray的灵感来自于山地车,并把简化了设计应用于F1赛车上。当时有两种悬挂系统,一种就是一个外置的弹簧或者减震器,这样的设计不仅对于空气动力学不友好,而且限制了减震器和车轮之间的互动。或者是曲轴臂的设计,这样需要一个又大又重的上部悬臂梁去操作内置的弹簧或者减震器,这样虽然优化了空气东西学效应但是对于减震器和车轮之间的互动没有起到任何提高作用。拉杆则像一个轻巧的叉臂,在气流中放置很小的一个结构,不仅减少对空气东西学效应的影响,同时优化了车轮和减震器之间的互动。Murray接着在1983年的BT52上采用了推杆设计。
红牛采用拉杆设计
2009年空气东西学的规则发生了显著变化,很多车队在底盘部分采用了惯常的设计。一个显著的变化就是赛车的尾部变得很小,扩散器随之变小。由于扩散器的变小,赛车损失了很多下压力,赛车尾翼的表现就对赛车整体表现起到了重要的作用。
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Neway
RB5的思路是将赛车的尾部尽量的放低,这样就是变推杆为拉杆。扩散器的通道更小,而且可以紧邻尾部轴线,也就是变速箱主体之后。这样就给拉杆留下了足够的空间,而且不会干扰到扩散器的通道。这样经过变速箱流向尾翼的气流就比推杆来得小。此处省略若干字......
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在2010年的赛车设计中,Neway把DDD也考虑进来,为了大一点的扩散器通道,赛车尾部就需要重新整合。他说虽然2010年拉杆仍旧不是一个必选项,但是他们决定减至采用拉杆,这样好过重新设计赛车的尾部。此处省略若干字......
孰优孰劣 - 推或拉
从效果来说都是为了和车轮互动。从空气动力学角度了他们取决当时的跪着和趋势。两者并无二至。然而对于底盘的需求和好处来说,两者有着区别。拉杆提供一个较低的CoFg,但是不好操作。红牛的赛车他们把第三弹簧和惰性减震器放在了变速箱的前方。这就意味着一套在上面,但是其余的就必须放置在引擎和离合器之间操作杆的下方。只有移开变速箱才能对其进行操作。同样这样会产生很多的热量。虽然Neway不认为这是一个问题。两者另外一个差别就是叉臂的负载。
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根据Newton的第三定律,连杆必须接受来自弹簧的反作用力。这个从曲轴过来传递到叉臂的加载处。推杆,力的方向从车轮传递到底盘,两者相互抵消。拉杆,力的方向从连杆到车轮,两者方向一致。双倍的力加载在上叉臂,对于变速箱连接处也是一样。这对叉臂重量的设计有重要的影响。然而推杆也有结构上的问题,当悬挂弹起(轮胎跳起来),连杆容易被压缩成弓形。推杆也是悬挂系统中第一个采用碳纤维的,主要出于加强硬度和补偿重量的考虑。虽然拉杆也会被压缩成弓形(车轮下落时)。但是弹起要比下落更要命。此处省略若干字......
拉杆前悬挂
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在Murray首次在BT52上采用这设计后,一度流行很长一段时间。然而设计师发现他们可以通过吧弹簧或减震器放置在车手腿部的上方而不是车鼻两侧,这样车鼻的区域可以设计得更细。这样可以方便操作,虽然要少许的提高CoFG。车队发现提高车鼻可以获得更大的空气动力学方面的效益,而且要优于拉杆悬挂降带来低重心好处。2000年Arrow车队在他们的A21上采用拉杆前悬挂,接下来2001年米纳尔迪的PS01相对低的车鼻。但是很多车队陆续提高车鼻,采用推杆式前悬挂。现在车鼻前端的高度已经不允许拉杆式悬挂的采用了。上部的叉臂和底盘基本处于水平位置。几何上将悬挂的移动已经无法推动拉杆移动了,如果强行采用拉杆,前悬挂就基本毫无作用。
原址:http://scarbsf1.wordpress.com/2010/10/10/red-bull-pull-rod-suspension-what-is-looks-like-how-it-benefits-aerodynamics
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