10.23 降低車身=操控提升?懸掛改裝二三事

不知道有多少人還認為,降低車身的高度就能夠提升操控性能呢?適度降低車身高度在一定程度上的確能提升車輛的操控性能,但是,如果將車身降至一個相當誇張的水平,所謂“物極必反”,操控性就會降低,甚至會影響到耐久性和通過性。

降低車身=操控提升?懸掛改裝二三事

圖:降低到這個程度或許還不夠誇張,但已經足以說明問題,車身高度下降到這種程度,操控性和耐用性將會下降,充其量只是一種某定義上的視覺享受罷了。

降低車身=操控提升?懸掛改裝二三事

圖:以常見的麥弗遜式懸掛為例,只改裝懸掛避震器前後的對比,從圖中我們可以看出,懸掛結構的多個幾何參數已經改變。


以廣泛應用於現在汽車前懸掛的麥弗遜式懸掛結構為例,如果在只改裝避震器來降低車身高度的情況下,就會如上圖顯示那樣,懸掛幾何結構被改變得面目全非。最為明顯的變化莫過於車輪的傾角,下襬臂角度,方向拉桿的角度。

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由於下襬臂上擺,這樣將會使原廠軸承和和尚頭固定位置的相對角度產生變化,此時,固定車輛底盤與下襬臂間的襯套(杯士)中心將會偏移,在車輛行駛時因底盤受力所產生的偏移量將更為劇烈,大大縮短底盤和懸掛系統以及襯套(杯士)的使用壽命。同時,下襬臂上擺也會改變其自身的受力力矩,造成車身的異常跳動,當車齡行駛在坑洞或突起的路面時,將感受到更大的彈跳於震動,影響車身、懸掛的耐久性的同時降低操控性能。而同樣上擺的轉向機拉桿同理也會改變受力方向,影響方向機的方向性和降低使用耐久度。

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在上述情況,我們就可以使用一些懸掛幾何補正的部件對懸掛的結構幾何進行修正,如可調懸掛下襬臂、束角調整器、傾角調整器、加長和尚頭等。

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圖:底盤強化專家品牌出品的汽車懸掛幾何補正部品。

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圖:改裝避震器降低車身後,汽車的滾動中心下降,是汽車重心到滾動中心的距離增加。可能大家已經發現,拖過使用車輪墊片(Spacer)或更換INSET值較小的輪圈使輪距增加可以對滾動中心的上升有幫助,另外,還可通過調整避震器的傾角(Camber)來提升滾動中心。


除此之外,降低車身會導致車輛的滾動中心發生改變。同樣以麥弗遜式懸掛結構為例,汽車滾動中心是下襬臂的旋轉中心與輪胎接地中心的連線與汽車中軸的交點,如上圖O1、O2所示,O1表示原廠設計下的滾動中心,假設汽車的車身重心如圖所示位置,可以清楚看出,降低車身後,滾動中心移至O2,與重心相對應的旋轉力臂的長度就有所加長,當車輛過彎時,由於橫向力而產生的車身側傾趨勢就得到了提升,在這情況下有兩種情況可以令車身的側傾幅度減小:1、增加避震器彈簧K數、和防傾杆的強度;2、避震器已經不能再壓縮,就是通常說的“避震觸頂”。

在第一種情況下,相信不用多作解釋,越硬的彈簧和越強的防傾杆將使車輛的舒適性大幅降低,影響駕乘人員的乘坐感受;同時因為彈性元件的緩衝作用降低,當汽車駛過凹凸不平的路面時將對汽車的車身產生較大沖擊,增大車身的勞損,降低車輛壽命。

而第二種情況下,由於用嚴重不足的避震器活動幅度來限制車輪的可上升區間,當避震器壓縮到極限時,避震器就會發生“觸頂”,此時車身的橫向力大部分都由避震器芯和殼體的金屬接觸來承受,這樣,避震器的內各部件的磨損將加劇,壽命將大打折扣,同時也降低了車輛的操控性能。

看完以上的技術分析,相信不少朋友會有一個問題,那就是,我們平時看到很多賽車都將車身降到很低,難道賽車的操控性能差嗎?

我們先來弄清楚,我們看到的大部分賽車都已經不是使用原裝車架,而是披著一個原裝外殼、車架部分經過全新設計的汽車,而一向以操控性見長、基於量產車打造的WRC(世界拉力錦標賽)賽車,其懸掛機構均經過全新設計,與普通量產車完全不同。

降低車身=操控提升?懸掛改裝二三事

圖:參加WRC的福特Fiesta賽車,可見懸掛結構已經完全改變,而避震器的行程相當大,並非與我們平時看到的高性能絞牙避震器完全不同的。

降低車身=操控提升?懸掛改裝二三事

圖:原車後扭力梁式避震的福特Fiesta,由於要滿足WRC賽例,後懸掛已經改為了麥弗遜式獨立懸掛,而且下襬臂的長度較大,這種設計,可令徐昂活動時減少車輪傾角的變化幅度。

看完這些例子,那麼我們應該怎樣改裝避震器才能獲得操控性能的提升呢?在這裡先說明一點,改裝避震器時不要盲目地去降低車身高度,應該根據實際情況,而許多改裝避震器的說明書上都有給出一個車身高度的調整值,如豐田GT86用TEIN Type Flex絞牙避震器,避震提供的車高調整範圍為前:+5~-45mm,後:+6~-46mm,而推薦的車高設定是前/後:-20mm。也就是說,當調整避震器絞牙調整車高使車身前後都降低20mm時,就達到了該避震器的最佳使用狀態,獲得較好的操控提升。

降低車身=操控提升?懸掛改裝二三事

圖:豐田GT86(ZN6)用TEIN Type Flex絞牙避震器,能兼顧街道以及賽道日的需求。

降低車身=操控提升?懸掛改裝二三事

圖:為了提高車輛的操控性能,Eibach為多款車型推出了車輛墊片(Spacer)。


最後,汽車的懸掛系統設計和避震器的調校是一門非常高深的學問,並不是能在簡短的文章裡通過文字圖片等就能解釋清楚的,其中涉及到大量機械原理和力學原理,筆者在這裡只是分析了其中的一些皮毛而已,如果大家對文章內容有獨特見解,不妨一起討論討論。


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