这里所写的是我在网上搜集得来的调车理论/知识,加上自己在场上的摸索与体验,希望对有兴趣参与竞速而又找不着门路的朋友们有所帮助,亦希望看官对当中的错误能加以指正,达到集思广益的目的。

避震机的基理

2008-11-04 11:10:59 / 个人分类:调车

避震机是车子悬挂系统中的重要组件,可以说没有把避震机搞好就休想把车子开得快。避震机的作用主要是配合悬挂几何,尽可能让四轮紧贴路面,但由于路面有高低起伏,加上车子速度所产生的重力惯性,要达到四轮贴地的要求其实并不容易。

 

避震机主要分成两个重要部分,吸震部分是透过弹簧(spring)的压缩把路面传来的震动/能量储存(store),然后通过减震(damper)部分中的减震油将大部分能量吸收(absorb)来达到「避震」的效果。若弹簧所吸收的能量没经过减震部分的过滤而全数反弹,则车子在路上将会跳个不停而难于驾驭。

 

在动手搞避震机前,应该先了解弹簧(spring)与减震(damper)的关系,在其他(如滚动中心)设定不变的前题下,弹簧是决定车子的倾侧程度,而减震就决定过程中(倾侧与复位)的速度。故此,若车手觉得车子倾侧得太多或太少,那就应该改动弹簧(当然也可改变滚动中心设定),若是觉得倾侧/复位动作太快或太慢,就是减震的范畴了。

 

弹簧的应用一般都很能了解,透过选用不同弹簧系数(很多品牌用不同颜色来标示)的弹簧,车手很容易就能达到要求的硬度。但减震方面许多时却不被重视,令许多避震机没有发挥最佳甚至应有的作用。

 

减震的作用就是透过减震油通过活塞所产生的阻尼而吸收弹簧所储存的能量,让弹簧以最适当的力度回弹,尽可能使四轮在任何时间都紧贴路面。而由于减震油的阻尼与其粘度成正比,故此,软的弹簧配低粘度的减震油,硬的弹簧配高粘度的减震油就是很自然的配搭了。想象一下软的弹簧配上高粘度的减震油或硬的弹簧配低粘度的减震油的后果,前者会显得反应迟钝而后者就相反会很不稳定而显得反应过敏。所以,在换上更硬或更软的弹簧时,应该同时考量一下所用的减震油粘度是否匹配,才能有效达到预期效果。

 

另一方面,减震油在吸震筒内能否以正常的线流(laminar)形式通过活塞还是会产生湍流(turbulent),是受临界雷諾數(Reynolds number)(详情可参考:http://en.wikipedia.org/wiki/Reynolds_number)所约制,方程公式是活塞直径x速率÷减震油粘度,所得数值愈高,产生湍流机会愈大。而一旦减震油在减震筒内出现湍流,将会增加阻力,令减震油难於通过活塞孔而把避震机「锁死」(车手会感觉车子的避震机在毫无征兆下突然变「硬」),大大影响车子的性能。

 

由雷諾數公式可见减震油粘度愈高,得出的雷諾數值愈低,产生湍流的机会也愈小,但代价是阻尼大,活塞动作(避震机行程)相对迟缓(假设不更换更硬的弹簧),如何取舍配搭,就得看车手和赛道的情况了。顺带一提,现时减震油的标签有两个标准,一个是以重量为标准(10wt, 20wt, …),另一个是以粘度为标准(100cst, 200cst,…),个人会比较推荐后者,因为前者不同厂家的产品即使数值一样(例如同是20wt),粘度可能会差的很远,而后者不同厂家产品可能仍会有些出入,但撇除质量问题外整体上的数值还是有较大的相对参考意义及互换的可能。

 

明白了避震机的基本配搭后,避震机的摆放位置也有可调的部分,当中其实也脱不开物理的基础指导。先看下图(来源:http://home.scarlet.be/~be067749/58/):

 

由于避震弹簧的压力并不是直接加诸于轮胎中心点(上图左边蓝点),故实际加诸在轮胎轴上的压力是打了折的,打折比率计算方法是上图D1除以D2后的二次乘方(D1/D2²D1就是避震机安装在A臂的位置(蓝线上的红点)与内轴(右边蓝点)距离而D2就是轮胎中心点(左边蓝点)与内轴的距离。显然易见,避震机安装在A臂的位置愈接近轮胎方向,能加诸于轮胎的压力愈大,反之则愈小。落实到车子调教上,在不更换避震弹簧的前提下,透过选择避震机安装在A臂上不同的孔位,可以作出适当的微调,要避震效果「软」一点,可选择较接近车身的孔位,相反,要尽量发挥避震弹簧的硬度,就应该选择最接近轮胎一方的孔位了。

 

接着就是避震机摆放的角度(上图的a角),这是一个很微妙的设定,也是很多「秘技」的发源地。由于a角的大小会影响避震机行程及速率,而a角本身亦会随避震机压缩行程而增大,故所产生的影响是非常动态的。简单而言,摆放角度愈垂直(a角往90度靠),避震机行程及速率就愈平均,摆放角度愈倾斜(a角往0度靠),行程及速率就愈渐进。举例说,前避震摆放趋於垂直而后避震趋向水平,车子在入弯时就有更多转向,反应强烈,相反,前避震趋向水平而后避震趋向垂直,则入弯时转向较少,在弯心时转向才增加,整体上「扯平」

 

此外,在不更改避震机设备下希望避免或延迟减震油超越上述臨界雷諾數其中一个做法就是把避震机斜放,利用它渐进的特性(初段行程及速率较低)来减低减震油达到湍流的机会。

 


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