漂移三轮车的设计

金钻

（南京航空航天大学金城学院，江苏 南京 210000）

提 要：文章介绍了漂移三轮车的设计过程，论述其车架的结构形式和特点，车架之间的连接方式，横梁和纵梁的布置及结构设计，发动机安装的位置及布局，并分析了车架的强度和刚度。

关键字：漂移；车架；结构；强度

引言

漂移三轮车是近几年悄然兴起的极限运动，结构简单成本低，操控更加简单，能够让更多的人轻易体会到漂移的乐趣。漂移三轮车的车架结合了小轮车和卡丁车的特点，随着目前中国社会汽车保有量的增加，汽车改装文化的逐渐流行，汽车漂移引起了越来越多的汽车爱好者的兴趣，一些城市中有一些小型的卡丁车赛车场，但这样的赛车场是让更多的爱好者体验到的是竞速的乐趣，很难体会到漂移的乐趣。漂移三轮车的出现也很好地弥补了这一相对低端的漂移赛车市场的空白，在这样的背景下，设计出一款容易制作的漂移三轮车。其车架结构如图1所示。

图1 车架简图

1 车架的总体结构设计

1.1 车架材料的确定

车架是漂移三轮车的基础部分，发动机和其他所有的零部件都置于其上方，为了让漂移三轮车的制作更加容易，其结构力求简单，并且简化工艺，成本更低且有足够的强度能够撑起整个车身，车架采用304不锈钢钢管进行切割，弯管和焊接。

1.2 车架前部的设计

漂移三轮车车架前部是一个自行车前半部分的结构，这是这辆漂移三轮车的转向机构，为了保证这辆漂移三轮车不因车架的受力形变而影响其转弯特性和漂移时的操控稳定性。因此在前端布置了三根304不锈钢钢管，保证车架前半部分的强度。[1]

1.3 车架长度的确定

漂移三轮车的车架结合了小轮车和卡丁车的特点，车架的长度主要由整车的长度来确定，根据发动机尺寸（400mm*370mm*410mm）及横梁和座椅等部件的布置情况，确定车架的轴距为1350mm，除自行车部分外的车架总长为1050 mm，脚架长350mm。

1.4 车架宽度的确定

车架宽度受后轴的影响，结合整车的布局，发动机的安装位置等因素的综合考量，确定装上后轴和后轮之后的总宽度为1250mm，车架宽为650mm。

1.5 车架横梁的布置结构

横梁的作用主要是连接车架内侧的两根纵梁，并在之后连接前面的自行车部分和后车架部分时起到稳固连接的作用，同时和车架的前半部分构成了一个完整的框架,保证车架有足够的扭转刚度。对于车架结构，合理布置横梁及其连接形式则是保证车架具有刚度的必要条件，而在这辆漂移三轮车中，车架的横梁又是安装发动机的安装基体，因此在确定各横梁的位置前，必须合理考虑到整车各总成的布置情况，保证其他部件的正常安装。[2]

1.6 车架纵梁的布置结构

纵梁是车架的主体，承载了后车架上的发动机横梁及其他部件，选用两根钢管直接与车架的外沿部分进行焊接，结构简单，本车架纵梁由两根长1100mm的304不锈钢钢管组成，间距为240mm。

1.7 漂移三轮车前半部分和后半部分连接处的连接

漂移三轮车车架的前半部分是一辆只留下自行车前半部分的结构，在连接的位置采取如图2所示的连接方式，在自行车部分与车架的接触部分，在车架连接处的上下位置分别加上两根短的304不锈钢钢管作为横梁，增加其连接的强度。

图2 连接方式

1.8 漂移三轮车脚架位置的安装及确定

为了让车手在漂移时脚能够有空间放置在车的前半部分，也同时考虑到整车的前后配重比，车手的脚在漂移以及驾驶时能够放在脚架上，同时也是为了车手的安全考虑，让车手坐在车上时能够有一个更好的驾驶姿态。脚架也可以兼做是车架纵梁的一部分，增加车架的强度。

2 发动机部分的设计

2.1 发动机的选择

为了让这辆漂移三轮车能够有一个合理的推重比，足够的马力来推动这辆车，采用一台单缸的汽油发动机，这台发动机的毛重为17kg，排量约为0.2升，并且有较低的成本。[3]

2.2 发动机安装位置的设计

因为发动机后置，为提高发动机安装在车架上的稳定性，将发动机安装在两根方管上，将钢管作为车架的横梁，再固定到车架上，以保证漂移时发动机和后轴之间传递动力的稳定性。两根方管为壁厚为4mm的中空方管，对这两根方管需要与发动机和车架连接的部分进行打孔处理，用螺钉将钢管和发动机进行连接。

3 后轴安装位置的设计

将卡丁车的后轴安装在车架的最后部分，轴在车架的范围内尽可能地靠后安装，让该漂移三轮车的轴距在合理的范围内尽可能的拉长，使该漂移三轮车更容易做出甩尾的动作。[4]

4 车架的强度的计算和校核检验

该车的车架主要需要施加两个载荷，分别是后车架的发动机和座椅上的车手。[5]

1）车手座位区的载荷

假定车手的质量是75kg，座椅的面积是40000mm2。

2）发动机和横梁处载荷

发动机的质量是17kg，两根横梁的质量是2kg，发动机与车架的接触面积是6000mm2。

根据使用的304不锈钢钢钢管的抗拉强度，通过计算校核车架能够承受的压力。（304不锈钢钢管的抗拉强度为520MPa，该三轮车采用的是直径为30mm，壁厚为2mm的钢管）

由钢管所能承受的最大压力的公式，对于整个车架的受力来说：

通过计算结果分析出，车架实际承受的压力远低于其理论上所能承受的最大压力，符合车架刚度的要求，车架的扭转刚度主要也由车架上所承载的压力大小决定，综上所述，该车架满足性能要求。

5 结束语

本文对这辆漂移三轮车从材料选择，结构布局和刚度分析等方面进行了对该车的设计。在设计中将这辆车的后车架部分做到结构简单且能够达到所需要的承载强度，在外车架的外沿内侧直接加入两根纵梁，起到承托横梁和后轴的作用，车架后部的两根横梁承载着发动机，并通过计算确定其刚度的合理性。