在香港翻拍的《頭文字D》電影之中,改裝的三個基本步驟被定義為輪轂改裝、避震改裝、排氣改裝。不能說這是完全錯誤,而且甚至能夠認同這樣的說法。而根據現實情況,這三個步驟也已經成了大部分車友們改裝車輛的三個必要條件。
說起避震,其實目前已經有很多改裝玩家有了一定的概念,而有些資深的改裝愛好者甚至已經有了很明確的選擇,不管有多資深,大家都是趟著水自己走過來的。在改裝完絞牙避震後,每個車主的喜悅都是大同小異的,小編同樣深有感觸。不過隨即而來的煩惱很快沖淡了喜悅,僅僅半年左右安裝的避震開始發生異響,此時似乎已經看到了漏油情況的來臨。在經過一番查詢後,發現小編的絞牙避震在安裝是小工並沒有嚴格按照要求來安裝。
絞牙避震的使用壽命當然不只是和它的製作工藝有關,不少在遭遇避震異響、漏油後的車主都會一把鼻涕一把淚地到處發帖子、發微博控訴某某品牌的絞牙避震品質差。真的是絞牙避震的製作工藝不過關?小編使用的就是臺灣某品牌的絞牙避震,雖然在這使用的半年過程中也經歷過心情好(安裝後的喜悅)——心情差(絞牙避震發生異響)——心情極度差(找不到異響原因)——心情好(重新調教)的幾個階段,但小編很客觀地告訴大家,絞牙避震漏油不一定是因為避震器品質的問題,安裝的過程、經常行駛的路況等人為的因素也佔了很大一部分。
圖:在絞牙避震上身之前先臭美一張那是必須的啊,不過這張解析度奇低,並且發著莫名其妙藍光的照片也提醒著我當時那是相當的臭美。
一套中檔的絞牙避震動輒四、五千,不少車友都是省吃儉用來裝扮自己的愛車,錢是花出去了,不過花在了什麼地方?所以在本文中我們以Golf6為例,從原廠避震和絞牙避震的對比說起。
大部分車廠在造車的時候,除非是一些極端的跑車或者越野車型外,基本都會考慮到車輛的綜合使用效能。所以在為車輛配套避震的時候,原廠車輛的避震大部分有高、軟這兩大特性,而由這兩大特性所帶來的效果有好處也有壞處,好處是它能夠讓車輛擁有較高的通過性,可以讓車輛在幾乎所有的鋪裝或者路況稍差的路面上行駛,而行駛時它還能夠為車輛提供一個很舒適感覺,這就是原廠的好處。至於壞處方面,正是因為它的兩大好處而來。為車輛帶來較高的離地間隙,雖然有好的通過性,但同時也讓車輛的重心升高,造成車輛在轉向的時候重心轉移幅度大,而再加上那為了舒適性而擁有的偏軟設定,使得車輛重心轉移時避震無法為車身提供足夠的支撐力,使得車輛的側傾加大,導致影響操控效能不佳。當然也有更多的車友是為了追求視覺效果,所謂“一低遮百醜”,所以換一套絞牙避震更是入門車友的首要選擇。這樣說,相信改避震的目的就明確得多了。
圖:更換了避震之後,由於避震的支撐力更強了,所以就算重心轉移,避震也能夠應付,這樣側傾也會更少。
為什麼不更換短彈簧?短彈簧相對來說是初級的操控效能提升步驟,安裝短彈簧也的確可以達到降低車身高度的目的,同時比原裝彈簧更高的K值也會帶給駕駛員更強的道路回饋。不過由於大多數原廠車輛的前後輪傾角都是不可調的,所以正常情況下無需進行定位,所以在更換短彈簧之後前輪會的傾角會增大,這樣會稍微加快輪胎內側的磨損。好的,回到正題。
圖:Golf6原廠避震和絞牙避震對比。絞牙避震就是指避震的避震筒外部有攻出螺紋的設計,將彈簧下座做成類似螺母的設計,攻出內螺紋,這時內外螺紋相配合,就可以調整彈簧下座的高度,及彈簧座的高度。當改變下座高度時,就能改變避震器的整體高度(因為彈簧的長度,在一定的載荷下是不變的,如果彈簧下端離地越近,那麼避震機的總長度越短),到調整離地間距的作用。
圖:Golf6前絞牙避震和前原廠避震對比。發現絞牙避震的桶身比原廠避震短了很多,同時彈簧也更為密集,直徑也更小。漸進式彈簧的優點是彈簧係數隨著壓縮量而改變,小圈徑的兩端和大圈徑的中間部分分別吸收小的震動和大的衝擊,支撐性和舒適性之間得以兼顧。
圖:前絞牙避震彈簧和原廠彈簧對比,左側絞牙避震的彈簧比原廠彈簧略微粗壯。
圖:由於Golf6的後懸掛為機簧分離式的設計,所以在調節上比機簧不分離的前避震更復雜一些。
圖:後絞牙避震彈簧和原廠彈簧相比,右邊的原廠彈簧顯得微微孱弱了一些。
在安裝絞牙避震之前,首先要對避震器進行預壓。小編的絞牙避震正是在某店家安裝時沒有預壓,才在半年之後就產生異響。何為預壓?這主要是防止車輛駛入凹坑時,避震伸長而可能導致的彈簧離託現象,繼而產生異響、車輛上下晃動。由於在絞牙避震上彈簧的長度是可以進行調整的,所以彈簧預壓是有必要的,但是不能預壓太多,當預壓太多時就會出現避震彈簧行程過短,導致其失去了本身的彈性。彈簧太鬆也是不能的,如果太鬆,就會出現避震桶與彈簧並非一起作動,這樣的話就會出現由於彈簧無法起作用而使避震很容易到底的問題。
圖:對彈簧預壓後的量度,建議不同K(彈簧勁度係數)用不同預壓程度,因為這點往往會成為車輛乘坐舒適性的重要影響因素。所以,當我們抱怨車輛“硬”的時候,有沒想過是否預壓不當呢?
那預壓多少才適合?一般會以彈簧長度來表現預壓的程度,例如原本10CM的彈簧預壓後變成8CM,就表現出2CM之差。建議不同K的彈簧,用不同的預壓程度,比如7K或以下壓後縮短5-7mm,8K或以上則3-5mm供參考。如前所說,當確定大概預壓後,車身高低通過調整筒身長度即可達到目的。
圖:要保證車身兩側高度一致,先要保證避震機的長度一致,圖在通過筒身調整,併為其長度做記號。
圖:即使避震的總長一致,由於彈簧上座的位置不同,亦會導致(位置1)的高度差,從而造成兩根避震的行程不一致。
由於大部分原廠車輛的原廠避震效能引數都是經過各種測試後得出的折中設計,可以說就是一種可以對應任何情況下使用的設計,優點和缺點都不明顯,這就是為什麼當車輛作日常代步用時,原廠避震效能較差的原因了。而對於改裝用絞牙避震,它的主要特點就是可以選擇不同K數的彈簧,而且阻尼器的阻尼可以調節,通過匹配K數和阻尼係數,在一定程度上可以彌補包括車手和載(汽)油量的靜止重量分佈(static weight distribution)的平衡。所以後期的調教也非常重要。
在賽車場上,專業車隊會利用離地間隙和車輪負重的關係,來計算賽車上每角車輪的負重(即角重corner weights),角重進行過調整的賽車在動態時會有較少的重量轉移和較好的整車平衡,能幫助提升輪胎的極限。在調校角重時最理想的當然是可以把車重平均分配(或為特別效果而刻意增減個別車輪的負重)。但在街車上,這樣的調整沒有意義:車內乘員以及裝載物的變化非常大,導致街車的重量分配的靈活性太大,而無法以一個設定滿足所有的配重狀態。所以街車改裝中使用絞牙避震最大作用就是降低車身,以追求美觀和重心降低後的操控性為首要目的。或者根據驅動形式以及大致的前後配重情況,在一定程度內優化前後重量分配,如前驅車可以設定為前高後低。
圖:圖為MINI JCW Coupe的測試資料。通過測量得知前後軸配重比64:36,左右縱軸配重比51:49。
圖:圖為MINI JCW Coupe的測試資料,儀器正在顯示左右交叉軸的負荷比例,以及精確到每個車輪的負荷。改變車身高度,可以改變這些值,作為重要量度工具,它的普及程度越來越高。
另外要注意的是,車身高度降低會導致車輛懸掛幾何的變化,例如主銷後傾、主銷內傾、束角,以及搖臂、方向拉桿的初始角度等等,這樣的改變會使車輛的行駛特性發生改變,而這種改變未必一定是正面的。例如輪胎接地角度變化會導致輪胎偏磨,登出後傾、束角變化會引起直行和轉向穩定性的變化,搖臂角度改變會改變懸掛的側傾翻滾中心高度,令轉向特性改變。因此,如果車身高度改變過大的話,建議一併改用可調整長度的搖臂、連桿等等,或者加裝特製的墊塊以及偏心懸掛襯套,以修正不良的引數改變。
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引數已經改變。
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,通過使用車輪墊片(Spacer)或更換INSET值較小的輪轂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,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桶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效能。
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,難道賽車的操控效能差嗎?其實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。
圖:這是參加專業賽事的賽車,絞牙避震器將車輪的高度降低,並且調節了車輪內傾角之後,令下搖臂的角度不在最佳工作角度的範圍,因此需要經過特殊處理。
那麼我們應該怎樣改裝避震器才能獲得操控效能的提升呢?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。
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,小編在此僅僅以一個車主的身份拋磚引玉,如果大家對文章內容有獨特見解,不妨一起討論討論。