每個人都有自己的故事
我們希望我們自己都是那個無所不能的英雄
但是現實往往都不如意
但是我們依然不會放棄
有時候
容我們一點點時間
一點點時間
我們會十分努力的
把我們的冒險故事
譜寫下去
回頭來看
那屬於我們的故事
誰都無法替代
對自己好一點
乘著還有喜怒哀樂
一定要做你最愛的事情
酷一點
才是你
今天我們請到了一位專業的工程師,一位做著底盤開發相關職業的工程師。在這裡,他特別來為我們介紹和解答一些關於避震器的問題。
談到改裝,就不得不提避震器,在關於“改裝氣質”這方面,避震器的選擇是很重要的一環,從表面上說,它決定了這輛車整體的姿態,從內在而言,它的調教也與行駛品質有著不可分割的聯繫。
那麼接下來,就讓我們來聊聊避震吧。
往期閱讀
介紹
DFV,Clubsport,Aragosta,AST,Nitron
可是那高高在上的價格哪是我等苦逼攻城獅能夠用得起的,所以以下的內容都只是基於官方或者其它用戶的介紹。
我相信從性能上來說,達到此等價格的產品都差不了,但是如果想要了解實際的使用情況,例如:調校難度、耐久性、可維護性、維護成本等等問題,大家還是問汽車運動界業內人士史大大吧。
DFV
此乃史大大極力推薦的街道避震型號,酷樂車友心中減震器中的神器!DFV是Dual Flow Valve的簡稱,意思是雙通道閥,為什麼是雙通道呢?
因為DFV的設計是在高速壓縮和高速回彈或者活塞突然加速的情況下,能打開額外通道(圖中橙色部分)來減小阻尼,使輪胎迅速跟隨地面起伏而運動,保證車輪能夠儘可能長時間地和地面接觸從而保持抓地力。【1】
上圖是沒有DFV的減震器,車輪在壓凸起之後會騰空,減少車輪與地面接觸的時間從而影響抓地力。
上圖則是有DFV減震器,車輪在壓到凸起之後,迅速回彈與地面接觸,最大限度地保持抓地力。
提到DFV,相似的有Koni的FSD,但是與DFV相比,FSD只在回彈時起作用。兩者高下立判(楊工之前就選擇了FSD,悔恨啊……)
Clubsport
Clubsport是雙筒減震器,分為2 way和3 way兩種型號,3 way的帶外接氮氣罐,並且都帶魚眼塔頂。
但是據歐美論壇的車友說Clubsport和V3的閥繫結構差不多,回彈和壓縮阻尼比V3稍大,但是沒有保修,購買過clubsport的同學可以出來現身說法。
在之前的文章裡,已經引用了KW的官方網站來解釋其產品的結構,在此就不再贅述。
除此之外,KW的官網對自己的產品並沒有更詳細的介紹,只是表明Clubsport更偏向於賽道取向。如果有對clubsport瞭解的同學可以在文章下方留言。
Aragosta
Aragosta是一個原產於荷蘭的廠家,後來被日本的Top Line收購,然後開發了很多對應日本本土車型的型號。
總體來說,Aragosta分為以下幾個型號
TYPE-S = Sports(運動)
TYPE-SS = Super Sports(超級運動)
-
TYPE-P = Premier(高級)
TYPE-E = Comfort (Aragosta E)(舒適)
TYPE-C = Compact Sports(緊湊型運動)
TYPE-W = Wagon(旅行車)
我想,Aragosta最出名的莫過於他的鋁製鍛造筒身加WPC精密處理。那何為WPC呢?據http://www.links-jpn.com/cn/wpc/index.htm網站介紹【2】
WPC處理是金屬表面改質技術的一種,主要是以提高金屬零件的耐疲勞性和耐摩耗性為目的所進行的處理。WPC處理不是提高金屬的強度,而是提高金屬的抗疲勞強度。
WPC處理是用40~200微米, 以超過100m/sec高速對被處理材料進行的噴射處理。
與之相似的處理是被稱為Shot Peening或是Hard Shot Peening的處理,有效地提高疲勞強度,常被使用在齒輪及彈簧等零件上。
WPC處理比以上兩種處理能夠更加提高零件的耐疲勞強度。特別是被WPC處理過的金屬表面上不回變得粗糙,而形成非常細小的凹凸,此處保持有潤滑油那麼就會提高潤滑性。
另外方面,WPC處理是與至今的技術是有很大區別的,WPC處理是一種表面熱處理技術。
噴射速度很快所以噴射撞擊金屬時會瞬間產生熱量。其熱量溫度是可達到溶化金屬結晶程度的溫度。一次溶化的金屬急冷後金屬的結晶就會變得非常細小。
結晶體變細就使結晶的表面積加大,結晶體間的連結加強,被稱為巖縫這樣的縫隙就很難形成。WPC處理使金屬表面的結晶變得很細小的同時,還有能修復表面細小裂縫的作用。
若提起磨耗產生結晶的脫落現象,那麼結晶的細微化連結加強,那麼就會耐摩擦強。另外,WPC處理的金屬表面,其硬度也提高。
WPC類似於噴丸,但是直徑要小得多,速度也要快得多。右圖是噴丸與wpc噴射材料的對比【3】
經過WPC處理的鍛鋁筒身,自然是又輕又耐磨潤滑又好。
同時,減震器內壁還有Kashima塗層,潤滑油脂粒子通過電擊方法注入經過硬鋁表面氧化的上管表面的數十億個微孔中。使Kashima塗層上管保持最佳的潤滑特性,經Kashima塗層處理的輕量鋁製部件的硬度和耐磨度是傳統以硬陽極氧化處理的4倍。
另外Aragosta的內筒加工精度達到2微米,所以Aragosta其實是一家非常牛逼的加工廠。
AST
AST是一家荷蘭的減震器品牌,投入競技領域多年。
許多知名賽事Porche Cup、WTCC、BTCC、Le Mans等,都可以見到廠隊選用AST Suspension的身影。
而美國最高等級Grand AM賽事中的Sport Car Challenge,共30部賽車有高達九成使用AST避震器,能夠獲得專業賽車隊的肯定,形同最佳口碑。
2011年,AST Suspension收購了MOTON高端賽車避震品牌,該品牌的避震已經在WTCC和LE MANS賽事中使用多年,主要產品是專業賽車用3-way和4-way避震。
AST分為5個系列
4100
單筒,正立式,不鏽鋼筒身,回彈可調,避震芯DLC表面處理,雙面Digressive活塞。
5100
單筒,倒立式,不鏽鋼筒身,回彈可調,避震芯DLC表面處理,雙面Digressive活塞。
5200
可升級到5300,倒立式,鋁筒身,壓縮回彈獨立可調,外掛氮氣罐,魚眼塔頂,避震芯DLC表面處理,雙面Digressive活塞。
5300
單筒,倒立式,鋁筒身,高低速壓縮,回彈可調,外掛氮氣罐,魚眼塔頂,合成避震油,避震芯DLC表面處理,雙面Digressive活塞。
6100
拉力減震,單筒,倒立式,50mm外筒,鋁筒身,回彈可調,避震芯DLC表面處理,雙面Digressive活塞。
官網的介紹也很籠統,只表明所有AST減震器都是單筒設計,46/40mm活塞,填充高壓氮氣。有經驗的酷樂車友可以在文章後方留言。
Nitron
楊工本人對Nitron這個品牌並不熟悉,但是在寫上篇文章搜索素材時注意到了他們的產品,覺得肯定不是一般貨色,正巧文章後就有車友提出來了,便做了一番功課。
Nitron成立於1998年,最初給GT和單座賽車提供諮詢服務,設計搖臂、羊角等懸掛部件。第一批的減震器供應給蓮花、卡特漢姆和TVR。
汽車用的減震器分為兩個型號
NTR R1:1 way調節,鈦陽極硬化工藝
NTR R3:3 way調節,鈦陽極硬化工藝
官網的介紹就這麼多……放一張高清大圖吧。
怎麼調預壓?預壓和阻尼有沒有關係?
絞牙彈簧的預壓是很多車友關心的問題。應該預壓多少?預壓對於減震器的影響是什麼?
以下文字摘自某國內著名改裝網站。
在回答這些問題之前,我們先來回顧一個簡單的物理知識。
F=kx
彈簧上的力 = 彈簧剛度 × 長度的變化
彈簧被壓縮後的長度就等於車身施加在塔頂的力除以彈簧剛度。
假設10kg彈簧, 而壓在彈簧上的重量是400公斤(注意,不是用角秤秤出來的重量,因為這中間還涉及到一個槓桿比 – motion ratio的問題)。
那麼在沒有預壓的情況下,彈簧被壓縮40mm。而預壓指的是,在減震器完全伸張的情況下,彈簧在安裝到位時受到的力。
假設,槓桿比 = a/b= 0.6 (瞎說的),在腳管不可調的前提下,有以下3種情況(左圖為0預壓和正預壓,右圖為負預壓和0預壓【4】)
負預壓
彈簧完全沒有被壓縮。
也就是說,彈簧避震組裝好之後,彈簧是可以自由活動的。 我想沒人會這麼組裝避震,因為這種情況下,車輪下行會造成彈簧離開彈簧座,而車輪上行則有可能造成避震撞底(bottom out)。
完全錯誤的一種情況。
0預壓
避震彈簧組裝好之後,彈簧處於被壓縮的臨界點,沒有外界的作用力。假設這種情況下,車輛落地,彈簧的長度會減少40mm。而輪轂中心到葉子板頂端的距離假設300mm。
預壓不超過40mm
假設給彈簧10mm的預壓(正確的方法應該是先將彈簧夾緊,再旋轉託盤,這樣不會損傷絞牙的螺紋),如果腳管位置不變或者是全長固定的絞牙。
那麼相應的,車輛落地之後,減震器活塞位置提高10mm, 彈簧被壓縮30mm, 車身高度會比0預壓增加10mm/0.6=16mm。 則輪轂中心到葉子板頂端的距離假設316mm。
40mm預壓
彈簧安裝時被壓縮了40mm。車輛在落地以後,減震器活塞位置提高40mm, 彈簧長度不會發生變化。但是輪轂中心到葉子板頂端的距離則增加了40/0.6=64mm,達到364mm。
由以上這段分析,大家可以看到預壓的主要作用是調節車身高度,從而相應地調節活塞在減震器裡的起始點。特別是針對不同彈簧硬度。
例如平日走街跑山用的軟彈簧,預壓需要大一些,保證活塞的起始工作行程不會太低;而落場比賽換上硬簧的時候,則可以用小一點的預壓。
當然,這和彈簧的自由長度也有關。如果是一根又軟又長的彈簧,也可以減小預壓。另外,落地狀態下避震連桿外露的長度同時還影響緩衝塊介入的時間(上圖中淺黃色梯形物體)。
還有一個作用就是在單人比賽時, 駕駛位的減震器可以適當多加一些預壓,保證在駕駛員落位之後,活塞位置與副駕側的減震器保持一致。
預壓的第二個作用是改變彈簧的工作範圍(不考慮懸掛本身的行程)
從以上分析能看出,車輪入坑下行時
預壓10mm時,彈簧有30mm下行的行程,車輪有50mm的行程
預壓40mm時,彈簧沒有下行的行程
這意味著如果預壓太多,整個車是被重力拽入到坑窪中,而不是彈簧主動將車輪貼緊地面,因此給人的感覺就是很顛簸。
而當車輪壓到凸起時,施加在彈簧上的力必須要克服預壓力才能使彈簧被壓縮,從而使減震器開始動作。因此,如果預壓太大,車輛給人的感覺就是衝擊大,懸掛硬。
綜上所述,如果絞牙生產商對某車型標配的彈簧給了推薦的預壓值,那就按照廠家的來吧。
如果彈簧是自選的,那就可以在安裝彈簧之前,先測量一下減震器的行程。裝車並且落地觀察減震器活塞桿露出的長度,調整彈簧托盤保證活塞桿位置沒入1/2~1/3左右即可。
回到最開始的那一段話,預壓確實和彈簧強度有關係,但同時也和彈簧長度有關係,不能單純地根據彈簧強度來選擇預壓的長度。
彈簧公斤數,回彈,壓縮怎麼調整?
談到彈簧公斤數,我在國外某論壇找到一位動手達人寫的帖子,裡面詳細介紹了他是怎麼對BC BR重新進行閥系搭配的,各位同學有興趣可以點擊到文章下方的鏈接。【5】
通常在進行粗略的計算時,將1/4車輛模型簡化為以下的雙自由度模型。
M是簧上質量
M是簧下質量
Ks是懸掛剛度(需要注意的是,Ks並不代表彈簧剛度,而是等效到輪胎接地點的懸掛剛度)
Kt是輪胎剛度
Cs則是懸掛阻尼
在底盤開發時,彈簧的公斤數一般基於我們對懸掛自然頻率(Natural Frequency)的選擇。
以下則是該貼作者給出的一些典型車輛的懸掛自然頻率。縱座標越高,代表車輛越不舒服。(自然頻率越高,意味著彈簧對路面起伏的反應越快)
上圖中可以看到,舒適性的趨勢是隨著自然頻率的增加而降低的
舒適性:野馬>考維特>GT40>Exige>Elise
自然頻率:野馬Elise
這也說明,自然頻率和舒適性的關係趨勢大致如上圖,但不是絕對的。
計算輪胎處的懸掛剛度則需要上文提到的槓桿比(Motion Ratio)
如果彈簧的剛度是10kg/mm,輪胎處的懸掛剛度= 10 x 10000 x (0.607 x 0.607) = 36845N/mm。
簧上質量
對於普通車友來說,簧上質量沒辦法直接獲取,通常用corner weight來替代,就是用四輪地秤秤出來的結果。(可以估算一下簧下質量,用corner weight減去簧下零件的質量來替代)
作者的GS300左前重量為480kg, 那麼自然頻率:
而通常的前後自然頻率比大概在0.85~0.95(因為軸距的關係,通過同一個振動,後軸和前軸有一個時間差。
而為了消除這個時間差,後軸必須更快的收斂,所以自然頻率要高一些)。因此以後軸的偏頻在1.54左右來選彈簧。
以下是某些車輛的典型自然頻率【6】
0.5 - 1.5 Hz 乘用車
1.5 - 2.0 Hz 房車賽車及低下壓力方程式賽車
3.0 - 5.0+ Hz高下壓力方程式賽車
回到上文關於自然頻率的圖,GS300的前懸掛自然頻率為1.39,比Mustang還舒服。
好的,大家已經掌握黑科技了。當然,這種計算的方法非常粗略,但是對普通車友來說應該已經足夠了。
具體到阻尼的調校,首先要弄清楚在阻尼過大或者過小時,車輛有什麼表現或者反饋。【7】
低速壓縮阻尼太小
長彎中側傾過多
加速時車尾下沉太多
剎車時車頭下沉太多
低速壓縮阻尼太大
無法有效吸收小的路面衝擊
加速時損失牽引力
剎車時損失牽引力
入彎不順滑
高速壓縮阻尼太小
減震器在飛跳之後完全壓縮
高速壓過障礙時車輪離地
駛入坑窪時,減震器無法緩衝車身重量而完全壓縮
高速壓縮阻尼太大
車整體感覺硬
車過多地跟隨路面起伏
大的衝擊被車身吸收
損失牽引力
高速壓過障礙時車輛離地
回彈阻尼太小
避震壓縮之後車輛被彈起
車的感覺鬆散
在彎道中車身被抬起
回彈阻尼太大
壓縮之後,避震回到初始位置太慢從而無法快速銜接下一個衝擊
車的感覺硬
車彈跳過多
損失牽引力
剎車距離更長
整個車陷入坑窪,而不是隻有車輪
歐系為什麼全長固定多
這個問題我也注意到了,很少有歐系減震器廠家做成像日系、臺系減震器那樣的全長可調式。
我覺得主要還是和設計思路有關,可能歐系廠家對於車高降低的程度有一個理想的範圍,因此留給用戶的只有預壓可調。
IFP活塞深度注油排空
這個問題提得很具體,提問題的同學應該是從業人員。
因為我個人接觸得更多的是民用減震器,所以這個問題只好請教我之前在車隊工作時認識的一個大神。這個大神叫Kent,瑞典人。先後就職於Volvo, Ohlins, 現在在Fox racing,是一個避震的專家。
我將他的原話翻譯如下
設定IFP深度有不同的方法,Fox和Ohlins用特殊工具來設定IFP深度。Ohlins的減震器被設計為必須使用注油機。Fox和一些日本的減震器品牌則不需要注油機。通常將IFP的排油螺絲打開進行注油,當可以看到減震油時,關閉排油螺栓,則減震器其他的部分已經注滿油。接著裝配連桿總成,然後從主油封處或者通過排油螺絲排油。當主油封就位,IFP排油螺絲打開,就能用工具設置IFP位置。
某些減震器不能用工具設置IFP則需要使用特殊的主油封或者通過連桿位移的方法來設置IFP。
檢查減震器內是否有空氣的最簡單的方法就是用工具鎖住IFP並按壓連桿。如果感覺是硬的那說明減震器被注滿,如果是軟的則有空氣。在試功機上出現的阻尼的延遲或遲滯現象說明減震器內有空氣。
參考
【1】https://www.ohlins.com/ohlins-unique-dual-flow-valve/
【2】http://www.links-jpn.com/cn/wpc/index.htm
【3】http://www.wpctreatment.com/about.htm
【4】http://teinusa-blog.com/preloading-it-up/
【5】https://www.clublexus.com/forums/gs-1st-gen-1993-1997/770149-diy-shock-revalve-parts-1-3-a-2.html
【6】http://www.optimumg.com/docs/Springs&Dampers_Tech_Tip_1.pdf
【7】http://www.proflex.be/enafstellingen.html
如果大家有任何關於避震或者底盤的問題,可以給我們留言,我們會在後臺將問題彙總,交由作者,進行解答。
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