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如何根据需求改装弹簧减震器-阻尼弹簧减振器为你呈现时间:2022-10-20 2010年福布斯对中国的一个汽车品牌给予了高度肯定,甚至称该品牌肩负挽救GM的使命。” 前几天,一段山路上该品牌神车碾压宝马1M的视频被挖了出来。 视频中看到,深夜中蜿蜒的小路上,五菱狂奔,1M穷追不舍,两车多次借用对向车道,险象环生。小编极力反对这种在公共道路上危险驾驶的行为,如果要想体验驾驶乐趣,全国各地的赛道嘉年华、赛道公开日任君选择。 为了在赛(jie)道上感受到更好的操控体验,许多朋友都走上了改装这条不归路。作为底盘最关键的零部件之一,弹簧和阻尼器(减振器/减震筒)常被拿来开刀。本篇推送希望说清楚,如何根据自己的需求和感受,来选配适合自己的弹簧和阻尼器。下文中,用“刚度”(改装界常称硬度、劲度)表示弹簧的参数,“阻尼”表示阻尼器的参数。 对了,如果你玩的是这个 或者是HellaFlush(恐高) 虽然都涉及到改装弹簧和阻尼器,但下文可能对你没有很大帮助。 一、什么是更好的操控体验 减震器的设定偏向柔软舒适,抵御侧向压力能力一般 连续的重心变化让车身侧倾变得相当明显,不足以给人信心 汽车测评中常提到转向时能不能给驾驶员“信心”,这是一种可意会不可言传的主观感受。小编试着“言传”,影响这种主观感受最重要的因素是:汽车高速转向时的侧倾角大小和加减速时俯仰的严重程度。 有时我们也会听到关于操控“灵不灵敏”的试车评价,影响这种主观感受最重要的因素是:汽车侧倾角和俯仰角从开始变化到稳定下来的速度快不快。 1、转向时的侧倾 侧倾角大,车身摆来摆去没有信心倒是其次,这种摆来摆去的幅度大到一定程度,就容易导致汽车的失稳(翻车、甩出去#论ESP的重要性#)。 除了汽车悬架的几何设计,某车速某转弯半径下,侧倾角大小主要与“弹簧刚度”和“横向稳定杆扭转刚度”有关,而灵敏程度主要与“阻尼器阻尼”有关。 “这简单,横向稳定杆顾名思义就是保证汽车横向的稳定嘛,把这个扭转刚度增加不就好啦”。 但是,越硬的横向稳定杆,会越让汽车有非独立悬架的特性(一侧车轮跳动会影响到另一侧车轮的跳动)。好不容易通过几连杆实现了独立悬架的设计,一根粗壮无比的横向稳定杆又将车拉回了非独立悬架特性…… (横向稳定杆的解决方案:“主动横向稳定杆”,该硬就硬该软就软,但这个似乎没有改装件) 2、加减速时的俯仰 加减速时如果出现非常大的俯仰,你会不会以为自己在开飞机…… 俯仰严重,没有信心倒是其次,这种严重的俯仰,容易导致汽车制动入弯和加速出弯时候的失稳。 除了汽车悬架的几何设计,某加减速强度下,俯仰角大小主要与“弹簧刚度”有关,而灵敏程度主要与“阻尼器阻尼”有关。 所以,好的操控体验就是:侧倾角和俯仰角的大小够不够小,侧倾角和俯仰角从开始变化到稳定下来的时间够不够短。 二、如何得到更好的操控体验 很简单:弹簧刚度越大,稳定状态下侧倾角和俯仰角越小;阻尼越大,从开始变化到稳定下来的过程越平缓(但变化平缓不代表舒适性好或者操稳性好)。 也很复杂:不同刚度下或者不同阻尼下,汽车舒适性和操稳性不一样。同一刚度下,阻尼不一样,汽车可能偏于舒适,也可能偏于操稳(同阻尼不同刚度亦然)。虽然有一个联系刚度和阻尼的指标(相对阻尼系数),但不同刚度下,要实现最好的舒适性和最好的操稳性,相对阻尼系数也不一样@_@够不够复杂→_→ 砌车知道空口无凭也不好理解,所以专门做了一个简化模型的分析,大家一定能看懂(就看你看不看)。 为了简单易懂,做了很多理想化和简化的处理(刚度线性化、阻尼线性化、悬架运动学不考虑、车身/车轮耦合关系不考虑等),真实情况略有不同,但总体趋势一致。求技术大神不要吐槽,细化建模可私下交流。 假设一台中级运动轿车,车重为1600kg,1/4车重为400kg。其中,车身质量360kg,车轮质量40kg。轮胎假设为一个弹簧(真实情况还有阻尼)。这台中级运动车就被切成了↓↓这样 刚度和阻尼的设定为: 1、原厂的较软弹簧,匹配考虑舒适性(较软)的阻尼; 2、原厂的较软弹簧,匹配考虑操稳性(较硬)的阻尼; 3、改装的更硬弹簧,匹配考虑舒适性(较软)的阻尼; 4、改装的更硬弹簧,匹配考虑操稳性(较硬)的阻尼; (4个阻尼系数都不同,但考虑舒适性的阻尼都用同一个“相对阻尼系数”求取,考虑操稳性的阻尼都用同一个“相对阻尼系数”求取) 紧急制动,位于前面的其中一个车轮突然受到了更大的压力;或急加速,位于后面的其中一个车轮突然受到了更大的压力;或急转向,位于外侧的其中一个车轮突然受到了更大的压力。悬架伸缩多少,多快能够稳定下来就是大家能够直观感受到的“信心”和“灵敏”。遇到这种情况,在某一强度下,悬架伸缩过程是↓↓这样的。 容易发现,改装了更硬的弹簧,悬架伸缩程度明显小于原厂较软弹簧的情况,所以你感觉到的俯仰程度和侧倾角就更小,因而更有“信心”。而相同的弹簧,采用了操稳阻尼,从悬架开始伸缩到稳定下来的时间明显比舒适阻尼情况更快,你感觉到的俯仰和侧倾反应更快,因而更“灵敏”。 原来如此,So easy→_→ 延伸一下。我们知道,路面并不是绝对平整的,事实上是很不平整,只是有多不平整的问题。改了弹簧和阻尼,在不平路面上又会有什么表现?为了简单起见,我们模拟一下经过一个凸块的情况,不废话,上图↓↓ 这台车以80km/h的车速行驶了45m,在行驶5m附近,突然遇到了一个5cm高,44cm长的凸块。这时候,车轮动态压力相对于车重的比例是这样变化的↓↓(PS:如果小于-1,表示车轮已经离地)。 可以看到,改装了更硬的弹簧,这个比例的变化确实小了。而即使采用原厂弹簧,换阻尼器也能实现更好的操稳性能。并且,操稳阻尼能让变化幅度比舒适阻尼要小。 为什么说车轮动态压力相对于车重比例能够评价操稳?因为“轮胎与地面之间的瞬时摩擦力=车轮对地面的正压力*摩擦系数”呀,车轮对地面正压力急剧变化,轮胎的摩擦力也在急剧变化,极端情况下车轮离地,就没有摩擦力了。如果这时候在转弯(注意:没有绝对平整的路面),摩擦力变来变去,车是不是更容易失稳?所以车轮动态压力变化越小,轮胎和地面摩擦力变化就越小,汽车就越安全。 这是用来看悬架会不会超行程撞底的。原厂一般有0.08m~0.1m的悬架行程。可以看出,更硬的弹簧和更硬的阻尼,发生悬架撞底的概率越小(当然,通常改装了弹簧和阻尼,也同时会降低车高,从而减少悬架的跳动空间) 懂了,从上面突然受到更大压力的情况或者经过一个凸块的情况来看,就是弹簧越硬,驾驶员越有“信心”;阻尼越大,爱车反应越“灵敏”。两个越大,操稳性越好→_→ 且慢!“弹簧越硬,驾驶员更有‘信心’;阻尼越大,爱车反应越‘灵敏’”这个没错。但是阻尼的匹配很有讲究。如果采用的阻尼比舒适阻尼更小,舒适性可能反而更差,而采用的阻尼比操稳阻尼更大,操稳性能反而会变差哦——>所谓过犹不及。 三、烦人的妥协 那是不是弹簧改成越硬越好,阻尼只要与之相配就好了?马克思主义哲学告诉我们——事物之间都包含着矛盾性。快看看不同弹簧和阻尼组合下的舒适性能吧↓↓ 还是刚刚过凸块的仿真,更硬的弹簧和更硬的阻尼,车身振动幅值明显更加剧烈——>舒适性很差。 四、有得必有失之比较 小编对刚才过凸块的仿真做了个计算,标准化后得到了如下评分表,其中满分为100,分数越高表示该性能越好。 要多自信多灵敏,操稳多好舒适多好,如何在他们中妥协?在这个将feel的世界,就看你的需求和你的feel了→_→ 五、注意 再有feel,也还有些需要注意: 1、小盆友&婴儿:车是好玩了,但如果平时家用居多,还有熟睡的小北鼻。你真忍心让他们从小体验如此剧烈的车震吗?他们一定会用哭声捍卫自己的尊严。 2、老人骨质酥松:如果老人患有骨质疏松,请一定多多关照他们的感受。 3、任何时候,弹簧的刚度/硬度/劲度,尽量不要超过原厂4倍,一定不能超过9倍(好像是废话,似乎还没有2B改装厂生产出这样的弹簧)!否则你跑高速也能边跑边吐(突然联想到,为何开卡丁车跑直线的时候也有想吐的感觉)。 六、如何调校悬架刚度阻尼改变转向特性(点我围观) 这么详实的介绍哪里找,速度分享给小伙伴并收藏起来,一起感受玩车的乐趣吧O(∩_∩)O |