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2.5.2 纵向平面内上、下横臂轴的布置方案
上、下横臂轴在纵向平面内的布置形式直接决定了抗制动前俯角，而抗前俯角的匹配对主销后倾角的变化有较大影响[20]。为了提高汽车的制动稳定性和舒适性，一般希望主销后倾角的变化规律是：在悬架弹簧压缩时后倾角变大，在弹簧拉伸时主销后倾角减小，用以产生制动时因主销后倾角变大而作用在转向节上的防止制动前俯的力矩[21,22]。
图2.3 纵向平面内上、下横臂轴布置方案
图2.3给出了六种可能匹配布置方案的主销后倾角随车轮跳动的变化曲线，图中γ表示主销后倾角。第4、5方案的γ变化规律为压缩行程γ减小，拉伸行程γ增大，这与所希望的规律正好相反，因此不易用在汽车前悬中；方案3虽然注销后倾角的变化最小，但其抗前俯的作用也小；第1、2、6方案主销后倾角的变化规律是比较好的，在现代汽车中得到广泛应用[23]。
综合上述分析为了减小赛车的制动前俯采用的是方案1：β1＇=-1°,β2＇=5°。 2.5.3 横向平面内上、下横臂轴的布置方案
上、下横臂在横向平面内的布置方案主要有以下三种：
图2.4 横向平面内上、下横臂轴的布置方案
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比较图4中a、b、c三种方案可以清楚的看到，上、下横臂布置不同，所得到的侧倾中心位置也不同。
方案c）所示上、下臂平行的布置方式车轮跳动时能最大程度地保持垂直，所以这种布置方案产生的车轮偏振以及转向轮绕主销的自激摆振最小。若上、下臂长度与它们的离地高度成反比，则侧倾中心高度在车轮跳动时保持不变。缺点是跳动时车轮外倾角变化不大。
方案b）中，单个车轮的跳动瞬心位于车轮之外，直接导致的结果就是车轮外倾角在悬架压缩行程变小，伸张行程增大，产生不足转向效应。由于FSAE 赛车经常处于转向工况，且需要车轮外倾角的变化趋势为：车轮上跳时车轮外倾角变大，下落时外倾角变化不大。很明显这种布置方不适合FSAE 赛车。
方案a ）广泛应用于FSAE 赛车，这是由于通过合理的设计，这种布置形式能提供最好的操纵性，最小的轮胎磨损以及轮胎噪声。当侧倾中心位于地面之上时，能减小转弯时车身的侧倾角，且车轮外倾角变化趋势符合上述FSAE 赛车的需要。当下控制臂内安装点下移时，侧倾中心降低，整车重心降低，当侧倾中心刚好处于地面时，赛车的轮距变化最小，车轮外倾角变化最小，随之产生的车轮偏振也最小[24]。
综合上述分析，最终采用方案a），上横臂与水平方向夹角为6°，下横臂与水平方向夹角为-1°。
2.5.4 水平面内上、下横臂轴的布置方案
上、下横臂轴线在水平面内的布置方案有三种，如图2.5所示：
图2.5 水平面内上、下横臂轴的布置方案
a) α1＇和α2＇皆为正值 b）α1＇为正值，，α2＇为零 c）α1＇为正值，α2＇为负值
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下横臂轴M-M和上横臂轴N-N与纵轴线的夹角，分别用α1＇和α2＇来表示，称为机构上、下横臂轴的水平斜置角。一般规定前端远离汽车纵轴线的夹角为正，反之为负；平行者为零。
上、下横臂轴斜置角不同的组合方案，对车轮跳动时前轮定位参数的变化规律有很大影响。图中b）、c）方案主销后倾角随车轮的上跳而增大；方案a）则主销后倾角随车轮的上跳有较少的增加甚至减少（当α1＇<α2＇时）。当车轮上跳、主销后倾角变大时，车身上的悬架支撑处会产生反力矩，有抑制制动时的前俯作用。但主销后倾角变得太大时，会使支撑处反力矩过大，同时使转向系统对侧向力十分敏感，易造成车轮摆振或转向盘上的力的变化[25]。
结合2.4.2中上、下横臂轴在纵向平面内的布置方案（主销后倾角随车轮的上跳而增大）考虑采用方案a）：α1＇=3°，α2＇=3.5°。 2.5.5 水平面内上、下横臂轴的布置方案
双横臂悬架上、下横臂的长度对车轮上、下跳动时的定位参数影响很大。
图2.6 水平面内上、下横臂轴的布置方案
如图2.6所示，保持下横臂长度l1不变，改变上横臂长度l2，使l1/ l2分别为0.4、0.6、0.8、1.0、1.2时计算得到的悬架运动特性曲线。其中Z-By(Z为车轮接地点的垂直位移，By为1/2轮距)为车轮接地点在横向平面内随车轮跳动的特性曲线，图中的Z-α和Z-β分别为车轮外倾角和主销内倾角随车轮跳动的特性曲线。
设计汽车悬架时，希望轮距变化要小，以减少轮胎磨损，提高其使用寿命，因此
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应该选择l1/ l2在0.6附近；为保证汽车具有良好的操纵稳定性，希望前轮定位角的变化要小，这时应选择l1/ l2在0.8附近。
根据以上分析，初步选定l1/ l2取为0.8。
综合以上分析，本次设计的悬架结构示意图如图2.7所示：
图2.7 悬架结构
2.6 FSAE赛车悬架参数
2.6.1 轮辋的选择
FSAE规则规定最小轮辋尺寸限制为8英寸。若考虑用最小尺寸的轮辋将造成转向立柱的布置非常困难，而且使上、下A臂的手里条件复杂化。
轮胎是非常复杂的部件，其运动特性参数和生产制造技术大多是商业机密，因此对于FSAE赛事来说，由研发团队自身设计和制造轮胎是非常困难的。因此，对于轮胎的选择往往是局限于购买成品。结合前两届中国大学生方程式大赛车队以及国外比赛的车队的设计经验，轮胎的尺寸基本定为10英寸和13英寸两种。
基于以上考虑，本次设计的轮辋尺寸在10英寸和13英寸中选择。考虑到去年我校第一次参赛用的轮辋为13英寸，结合节约资本的原则考虑，本次设计选用的轮辋
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尺寸为13英寸。如图2.8所示：
图2.8 轮辋
2.6.2 轮胎的选择
在决定采用13英寸的轮辋后，轮胎的选择基本确定。FSAE轮胎生产商是Goodyear、Michelin、Hoosier、Avon和Continental，他们所能承受的牵引力条件大致相似。由于去年参赛的轮胎依旧性能良好，同时又有与之相匹配的轮辋，因此本次设计的轮胎决定继续用上届赛车的轮胎，其中光胎位Hoosier生产的轮胎，雨胎位Continental生产的轮胎，断面宽度为185mm，扁平率为0.45，轮胎型号为185/45 R13，如图2.9所示：
图2.9 轮胎