第一章:悬挂系统对于操控性以及舒适性的影响
当谈到一辆车的性能表现时,大多数人首先想到的是车辆的发动机动力;但若是考虑到车辆的驾驶表现,那就不得不从悬挂系统开始谈起。
悬挂系统包括前叉、三星,以及后避震和摇臂,但这些并非车辆的基本构造。换句话说,没有上述的设计,车辆依然可以行驶,但为了追求操控性能和骑行的舒适表现,悬挂系统的存在就显得至关重要了!
透过操控性能为主要卖点的仿赛车款,我们经常看到以调整多项设置而闻名的悬挂部件,甚至在某些高价位车型上,也会使用电子可调式或半主动悬挂产品。
这些昂贵且复杂的悬挂元件究竟能带来怎样独特的体验?悬挂的基本功能又是什么?
今天在这里一点一点的跟你说个明白!
先脑补一下:你在马路上走着,突然,一辆摩托车带着低沉浑厚的排气声驶入视线,前叉上闪耀着金光,后避震上醒目的蓝色LOGO。相信这一幕令你留下深刻的印象,甚至激发了你想要亲身感受这辆车魅力与操控表现的冲动。
对悬挂系统有所感触,表明你对车辆悬挂并不陌生,甚至了解改装后的特性。一辆车的悬挂系统不仅展现了车辆本身的定位,适当改装后仿佛也传递了车主的意愿和骑行个性。
对于了解悬挂系统的骑手来说,这些都是无法忽视的细节。
不同摩托车品牌及排气量范围中所采用的悬挂系统包括正立式潜望镜悬挂、倒立式悬挂、多连杆悬挂、TELELEVER 悬挂等等。这些设计各有特色,优势在哪里?先不要着急,我们先从没有悬挂开始讲起。
在一些手工改装的摩托车上,为了追求车辆的线条和外观美感,取消了后避震的构造。其中最著名的就是Bobber和Chopper风格的哈雷改装车,这些车辆的车架直接延伸至后轮轴,没有摇臂和避震器的设计。在没有后悬挂系统的情况下,会带来怎样的状况呢?
这些改装车注重外观表现而非性能追求。简单来说,这些车不是以操控性能为主要考量的车型。就像前述的悬挂系统并非车辆的基本构造一样,车辆可以行驶,但在舒适性方面需要其他方式来增强。
这就是为什么你会在Bobber改装车上看到更高扁平比的轮胎,也就是胎壁更厚,这样可以增加车辆的吸震能力。同时,一些骑手会在坐垫下面添加弹簧,以增加骑行的舒适度。从这些可以证实,避震器并非车辆的基本构造,但对于那些追求操控性和舒适性的人来说,避震器却扮演着相当重要的角色。
什么是摩托车的操控性?
操控性能指的是摩托车在行驶时,对骑手操控的反应是否流畅且有效。悬挂系统对操控性能有两个主要贡献:增强轮胎的抓地力和保持车身稳定。
轮胎是摩托车行驶时唯一与地面接触的部分,如果轮胎无法保持抓地力,整个车辆就会失去大部分的操控能力。当遇到颠簸路面导致车辆跳动时,悬挂系统会积极介入,通过避震器的作用来努力保持轮胎的附着,维持抓地力。
目前市售的仿赛常采用倒立式前叉悬挂,旨在减少弹簧下方的质量,以增强悬挂的灵敏度,保持轮胎与地面的紧密接触。
多连杆后悬挂也是朝这个方向设计,旨在有效地增强轮胎的附着力。在操控性方面,悬挂的第二个贡献是保持车身稳定性。在崎岖不平的路面上,骑手的重心随着车辆的上下摆动,增加了操控的难度。
若整车的重心能保持稳定,将有助于提升在弯道中的性能,不论是在进入弯道还是驶出弯道,稳定的车身都能有效增加速度。
骑手对悬挂系统的另一个需求是舒适性,在长途骑行中,路面震动会让骑手感到非常不适。
车辆需要有足够的悬挂行程以及合适的弹簧和阻尼调校,才能逐渐在人体可接受的范围内使车辆变得平稳。为了快速稳定车身,针对操控性能的调校通常偏向硬性设置,骑手可能会明显感受到车辆的弹跳感。
而专为长途旅行设计的车型则更侧重于舒适性的悬挂调校,通过柔软的设置,使车辆回弹速度更为柔和,更容易被人体接受,同时也找到了更佳的操控平衡点。
在许多研究悬挂调整的实验室中,甚至可以分析出人体各器官在不同频率下的不适感受,逐一予以避免,以完成车辆悬挂的最佳调校。
随着科技不断进步,悬挂系统除了传统的被动调整外,近年还出现了半主动的电子悬挂系统。通过车辆上的传感器感知车辆动态以及当前路况,并实时进行调整,结合不同的悬挂模式设置,满足骑手的个性需求。
第二章:内部结构、上/下悬挂以及簧下质量
我们已经提到:当谈及悬挂时,尽管并非车辆的基本结构,但它在操控性和舒适性方面却扮演着重要的角色。
无论是前置悬挂、后置悬挂系统、倒叉悬挂还是HONDA Unit Pro-link的多连杆设计,我们可将其分为三大要素:「悬挂机构」、「弹簧」和「阻尼器」。
在悬挂机构和阻尼器的协同作用下,形成了通常所说的减震器,结合悬挂机构后,才能充分发挥其功效。另外值得一提的是,前轮悬挂机构还必须具备转向功能,以确保良好的转向性能。
悬挂机构
悬挂机构是指负责引导车轮运动的机械结构,通常具有一个自由度。也就是说,悬挂机构可以使车轮在特定曲线或直线上来回运动。
例如,常见的倒叉悬挂机构可以通过内外管的组合进行伸缩,使车轮能够沿着直线来回运动,从而让车轮紧贴地面。而常见的多连杆悬挂,则是利用连杆组合以及后摇臂,限制车轮在一定范围内运动。
悬挂机构不仅需要限制车轮的运动,还必须承担来自各方向的力量。例如,在车辆转弯时,地面会对车轮施加反馈力,悬挂机构必须有效地将这种力量传递给车架,并缓冲反馈力,以保持整车稳定。
如果悬挂机构的刚性不足,受力过程中可能会发生过大的变形,进而导致扭曲和晃动,降低车辆的操控性能。
针对传统直筒式悬挂在车辆运行过程中需要吸收来自路面的颠簸,同时应对车辆转向或刹车时产生的横向和纵向力问题,因此衍生出不同的悬挂机构,如HOSSACK前悬挂系统。
这种系统让“转向”和“减震”两者独立运作。目前采用这种悬挂设计的厂商包括拥有专利的BMW Duolever前悬挂。
没错,其他厂家也拥有自己的独特设计。比如搭载于Moto2厂车的VYRUS 986 M2采用了搖臂式悬挂机构的Tesi系统,而新一代Goldwing搭载的是双横梁式前悬挂,两者均通过连杆和龙头进行转向。
前悬挂系统还包括单臂设计,其中最为人熟知的就是VESPA的“飞机鼻轮式单臂悬挂系统”,以及YAMAHA推出的RADD系统。
这些悬挂系统的设计都是为了解决传统直筒式前叉所存在的问题:在车辆行驶时吸收路面冲击而导致的伸缩。这样前悬挂就无需同时承受“转向产生的横向力道”和“制动时产生的纵向力道”,只需专注于前者即可。
上悬挂
上悬挂是一种悬挂设计,其中发动机吊架位于引擎上方。其优势在于抗扭转刚性强且减震效果出色,乘坐时较少感受到车辆震动,对于长途骑行来说减少了疲劳感。但上悬挂设计由于重心较高,在弯道过程中可能导致稳定性表现较差。
下悬挂
下悬挂是指发动机吊架位于发动机下方的悬挂设计。由于其重心相对较低,在弯道行驶时车身稳定性表现十分出色。如果你喜欢享受在山路上驰骋时的速度与刺激,下悬挂设计将非常适合你。然而,下吊架设计类似于“撑”式支撑引擎,其抗扭转刚性相对较弱。
零后仰悬挂系统 A.L.E.H.
零后仰悬挂系统 A.L.E.H.(Anti-Lift Engine Hanger System)是三阳SYM独创的技术。
它使得在车辆加速时,能有效地防止引擎下沉,并抑制悬挂部件的后仰,实现了前叉、后避震和引擎吊架三者之间的平衡。这样的设计不仅有助于骑手在绿灯起步时保持稳定表现,同时在加速时减少了不必要的扭动,特别是在车辆从弯道加速时,ALEH 系统带来了更加充分的信心。
弹簧
弹簧是支撑车身重量的主要结构之一,受到力量时会压缩至特定长度。因此每次骑手骑行时,车辆会因负荷而下沉,当骑手站起时,车辆则会回弹到原始高度,这都是由弹簧的特性所致。
在常见的直筒式悬挂中,弹簧一般藏在内外管之间,浸泡在阻尼油中,外观上无法直接看到弹簧。而在后悬挂系统中,弹簧通常与阻尼器结合成避震器,因此我们可以看到露出的弹簧部分。
弹簧的材质经过特殊处理的钢材,经捲曲加工而成,使用的钢条粗细是重要的设计参数。
同样材质、同样加工方法的情况下,钢条直径越粗,所制造出来的弹簧越坚硬;直径越细,则越柔软。所谓的“软硬”指的是在相同受力下,较坚硬的弹簧压缩量较小,而较柔软的弹簧则压缩量较大。
在悬挂调校中,弹簧的预载是一个重要考量,需要根据骑手的重量和骑行路况进行调整。
目前悬挂系统所采用的弹簧,可以根据其“线距”细分为三种类型:等线距、双线距以及渐进式线距。
这里的“线距”指的是弹簧本身的密度变化,从而导致不同的软硬特性。而这三种弹簧在功能上最大的差异在于随着荷载增加,弹簧的压缩量会有所不同。随着荷载的变化,不同类型的弹簧会展现出不同的压缩特性。
等线距、双线距以及渐进式线距
阻尼器
阻尼器是车辆恢复稳定并实现操控目标的关键部件,是避震器中另一个重要的组成部分。除了应用于车辆的避震系统外,在日常生活中也经常能看到阻尼器的身影。例如,逃生门通常使用阻尼器作为缓冲装置。进行一个简单的小实验,当用力推动逃生门时,门会变得相对沉重;而当轻轻推动门时,尽管开启速度较慢,但门感觉更加轻盈。以上所述即为阻尼器的基本特性。当阻尼器运动速度越快时,产生的阻力越大;运动速度较慢时,阻力也较小。此外,阻尼器产生的阻力方向必定与运动方向相反,因此阻尼器能够减缓运动并实现平稳恢复的功能。
在那些更注重性能表现的车型上,车厂大多会配置可调式阻尼系统。这种系统可以分为单向回弹阻尼可调和压缩、回弹可调的设计,甚至还推出了根据高低速度进行调节的阻尼器。
在摩托车上,阻尼器不仅用于避震系统,也用于转向稳定。所谓的钛尺(Steering Damper)是将阻尼器安装在龙头旋转轴上,以增强龙头的稳定性。正因如此,知名的避震器制造商通常也会生产钛尺产品,因为它们的设计原理是相同的。
簧下质量
若将悬挂系统简化为图中的几个部分,m代表着轮胎和前叉下半部的质量。由于这部分的质量位于弹簧以下,因此也称为簧下质量。
M则指弹簧以上的部分,包括悬挂系统上半部的结构和车身重量。这样简化的图示可以代表整个悬挂系统的作用,并常被用来讨论避震器的调校和反应。从悬挂反应的角度来看M/m质量比例,希望拉大M质量与m质量的差异,让车辆重量与轮胎、轮框的差异尽可能大。
这样做会使悬挂反应更为灵敏,同时也增强了轮胎的贴地性。这也是轮圈和轮胎必须尽可能轻量化的原因。
m质量越小,除了运动更为迅速之外,在作动的过程中对M的影响也越小,也就是说可以维持M行进的稳定性。因此,许多车友会选择将轮圈改为轻量化的锻造铝轮圈,或者是近年来出现的锻造镁合金和碳纤维轮圈,都是为了降低簧下质量m而设计的!这样的设计可以显著改善车辆的悬挂和性能表现。
当然,如果你的小钱钱足够多的话换成碳纤维轮圈也是完全没问题的。
第三章:正减与倒减到底有啥不一样?
如果谈起一款摩托车所使用的悬挂系统的话,绝大多数车友还是分得清哪种是正置减震哪种是倒置减震,也明白倒减相比正减来说配置更高。
比如说仿赛车款甚至注重性能的车型通常会配备倒减,但能准确说明倒减优势的人却并不多见。今天我们在这里将解析正减和倒减之间的结构及特性,为你揭示其中的奥秘!
了解倒减的优势,就得先了解其机构原理。不论是正减还是倒减,两者都属于潜望镜式的悬挂系统。在这种系统中,关键要素包括上下三星台、前减内外管、弹簧、阻尼器、油封和尘封等组件。
我们一个一个来说:
上三星
三星这个东西与各个地方叫法不一样,有叫三星的,也有叫三角台的,也有叫上联板下联板的。我们这里就叫最通俗的叫法三星吧。
前悬挂中的上三星台,两端各夹持着前减,并以珠碗(轴承)与车架相接。在高把手的街车车款中,上三星台通常还会作为把手的锁点,用来固定支撑手把。
下三星
下三星台的作用与上三星台相似,都是夹持前减,并与车架相连接。在设计上,下三星台与转向轴心垂直结合,而轴心上方则通过螺帽与上三星台锁紧,固定前减于车架上。
前叉外管
外管与内管可以相对运动,搭配油封以防止阻尼油外泄。此外,正立式前减的外管还必须设计卡钳座或锁点,以及轮轴锁孔,才能将卡钳与轮胎安装到车上。
前叉内管
前减内管通常经过电镀等表面处理,目的是增加表面硬度、防止锈蚀,并降低摩擦阻力。在外观上,它们会呈现出闪亮的光泽,有些前减内管甚至会采用金色电镀,看起来相当耀眼。
油封
油封是基本的机械元件,用于轴的连接处,比如内管与外管的接合,以防止阻尼油外泄。在油封上,通常还会安装尘封,以避免灰尘或泥土进入油封内部,刮伤油封表面。然而,为了追求更为顺畅的运动和轻量化性能,竞技用前减通常不会设计尘封。
对于摩托车而言,前悬挂系统除了承担减震功能外,还需担负转向功能。摩托车上的前减除了能够上下运动以达到减震效果外,还需要固定在三星台上,通过骑手转动来使车辆能够转向。有些骑手也会利用三星台的锁点位置来调整车高,以改善车辆的弯道性能。
那么正减与倒减都各有什么样的性能特点呢?
正减:结构相对简单,易于保养和拆解,成本较低。倒减:刚性更强,减震弹簧下部重量较轻,有利于车辆操控。
倒减
在90年代,另一种前叉类型开始大量出现在量产车上,它宣扬更高整体刚性和更为敏锐的悬挂响应,外观却与传统前叉极为相似。
不同之处在于,这新型前叉被颠倒放置,也称为倒立式前叉(upside down fork)。90年代末之后,倒立式前叉逐渐成为性能车款的主要配备。如今,无论是仿赛车、超级跑车还是性能街车,大多数都采用倒立式前叉作为前悬挂系统。
正减
在正立式前叉中,内管的直径成为设计的重点,例如SUZUKI GSX1400,为了应对庞大的车重以及高速巡航所需的刚性,曾出现了直径达46毫米的巨型内管。
在正立式前叉的设计中,为了增加刚性,必须大幅增加内管的直径,这会增加悬挂本身所承受的重量。但当从正立式前叉进化至倒立式前叉时,如果所需刚性相同,内管的直径就可以缩减,这就是倒立式前叉的相对优势所在。
刚性增加是最大的区别
在不增加直径的情况下增加刚性是倒减的一大特点。在相同的内管直径设计下,倒立式前叉可以比传统的正立式前叉增加刚性。
因此,在相同刚性需求下,倒立式前叉的内管直径可以更小,整体前悬挂的重量也可能更轻。当轮胎受到地面各个方向的力时,这些力会忠实传递至前叉上,就像杠杆原理一样,前叉三星台是支点,越靠近支点的地方,受到的力矩就会越大。
因此,将较粗的外管放置于靠近三星台的位置,可以使其具备更好的刚性表现。
降低簧下质量
簧下质量指的是悬挂系统中弹簧以下的质量。在倒立式前叉中,内管被设计放置于整体前叉的底部。除了内管本身直径可以更小外,相对于较为粗大的外管,它的质量也被视为更轻。
降低簧下质量在实际测试中,车辆搭载倒立式前叉确实能够提供更为灵敏的前悬挂反应。这也是大多数注重性能的车款选择倒立式前叉的原因!
其实无论是正减还是倒减,都属于较为传统的潜望镜式减震系统。就像汽车上有扭力梁和多连杆结构一样,摩托车上的悬架系统其实也非常多种多样。
其他还有HOSSACK、DUOLEVER、TELELEVER、TESI、RADD等等,但问题就是这些悬架系统并不常见罢了,有些是因为制造难度大,成本过高。有些是因为普通车基本上用不到。
第四章:六种非传统直筒结构的悬挂机构
目前我们能接触到的绝大多数摩托车使用的都是传统的直筒式,或者称之为潜望镜式减震。无论是正减还是倒减,都在这个范畴之内。
但是这种传统的减震由其自身所决定的先天性缺点。
它在车辆行驶中通过上下伸缩来吸收来自路面的颠簸,从而实现稳定车身的减震效果。但同时,它还需要承担车辆转向或制动时产生的横向和纵向力。尽管倒减能提供较好的刚性,但对于前叉的顺畅运动,实际上会造成不同程度的阻力。
为了解决这个问题,全世界的厂家和大神们又不辞辛苦的发明出了各式各样的悬挂系统,今天就带大家来看一看那些我们平时很少接触到的悬挂结构。
HOSSACK
现款本田金翼上面所使用的双梁式前悬挂机构其实说白了就是HOSSACK系统了。
这套减震系统的名字“HOSSACK”,其实就来源于它的发明人:苏格兰发明家Norman Hossack。他以其创意才华著称,喜欢以非传统方式打破规则,寻找问题的解决方案。
在1970年代,他推出了HOSSACK前悬挂系统,它采用两组A臂和一组单体减震器,再加上一组倒Y字臂构成,这种看似复杂的结构却能够改善传统悬挂系统的不足。另外,BMW专利的Duelever前悬挂也算是HOSSACK前悬挂的一种演化。
HOSSACK前悬挂系统的结构实际上与汽车的双A臂悬挂有着相似之处,但它有着与众不同的设计理念。
其主要功能在于使减震器能够单纯地运作,不受其他非平行作用力的影响,同时将“转向”和“减震”两种功能分离。
当车辆制动时,惯性会导致车架带动双A臂一同下压,减震器受到下A臂的影响而被压缩;当松开刹车时,减震器弹回带动A臂使车身上升,遇到起伏路面也是同理。这种设计使车辆能够实现良好的减震效果。
车辆转向是通过推动转向连杆来实现,进而带动连接到转向连杆的倒Y臂。在这个转向过程中,并不会对双A臂施加任何力量或影响,巧妙地实现了“转向”和“减震”的独立操作。
HOSSACK前悬挂机构的问世可以说给后来摩托车前悬挂系统的发展带来了巨大影响,BMW部分车款的悬挂系统也是借鉴并演变自HOSSACK的设计。
TELELEVER
为改善传统潜望式悬挂天生存在的问题,宝马也做出了努力。他们希望在车辆进行减震操作时,悬挂不会改变与车架之间的角度,以实现最理想的悬挂设定。
于1993年为其R系列水平对置引擎开发了Telelever(远距杠杆前摇臂系统)。这种前悬挂系统由一支减震器通过连杆连接到前轮,连杆驱动前轮转向,但减震本身不负责减震作用。主要目的除了减轻弹簧下部的重量外,还能消除刹车时前叉下沉所带来的牵引力变化,从而提升车辆的舒适性和稳定性。
DOULEVER
其实无论是DOULEVER还是TELELEVER,这两种悬挂系统都是在HOSSACK基础之上的演化之物。
宝马在开发出来TELELEVER之后,又在宝马汽车悬挂技术的加成之下,在此基础之上演化出了DOULEVER。
Duolever减震系统和转向系统完全分离。除了保留原有的舒适性外,还增加了悬挂的抗扭性。同时,制动时产生的挤压力被转移到车架上并进行均衡分配。
相比之下,Duolever减震系统能够为骑士提供更加丰富的路感反馈。然而,所有这些多变的悬挂系统都受到了HOSSACK的启发。
TESI
TESI也称之为轮毂中心转向系统。
Tesi悬挂系统同样旨在改善传统前叉在制动时所承受的非平行于减震行程的力量。这种力量会导致前叉压缩,使得车辆前倾角度与前轮的托曳距减小,造成车辆不稳定的情况。
Tesi悬挂将传统的前叉改造成了摇臂的设计,并采用了轮毂转向。龙头的转向通过连杆连接到前轮轴承。
为了容纳转向机构,Tesi前轮轴承会比普通车要大得多。实际上,Tesi悬挂系统在制动时,虽然车头仍然会下沉,但前倾角度与前轮的托曳距却会增加,使得车辆在转弯时更加稳定。
这套系统结构复杂成本高昂,目前也就剩下意大利的BIMOTA比较喜欢用了。
RADD
我们一般说单摇臂的话一般指的都是后摇臂,但是你见过跨骑车单前摇臂的吗?
这就是RADD悬挂系统。这套系统其实和TESI的结构有些类似。由美国工程师James Parker发明的这项技术已经发展到第三代,最初出现在1993年的YAMAHA GTS1000上。
第三代则是在2006年对GSX-R1000进行改装。
与Tesi系统相比,设计上更为简单,而且前轮无需采用特殊尺寸,这能够减轻弹簧下部的重量。搭配碳纤维油箱,更可以减轻车重达10公斤,使车辆的重心更集中。
当你刹车力度增大时,车身下沉的程度也会增加,同时有利于车身的稳定性。这项技术取代了传统潜望镜式悬挂所存在的“点头问题”,让骑士在弯道上更加自信。
TLAD
TLAD全称是Trailing Link & Anti Dive Suspension,硬要翻译成汉语的话应该是飞机鼻轮式单悬挂系统。
最广为人知的要数意大利VESPA的这种悬挂系统。VESPA不仅在车辆外观上让人赏心悦目,还在操控性和舒适性上下了不少功夫。
TLAD源自航空科技概念,正是VESPA前单搖臂的核心。虽然提到了许多专有名词,但最终的目的仍然是为了减轻车辆在急刹车时产生的点头情况。让车辆操控起来更加的安全。
第五章:九问九答教你如何调节减震
现在越来越多的新上市车型标配了可调节悬挂系统,但是这个减震上面的调节螺母螺丝应该怎么调?我的悬挂系统属于哪一个类型?我为什么感觉我的减震悬挂越调越难受?
今天在这里整理出9个悬挂系统规格和调整的问题,这9个问题看完之后再配合你的车型说明书或者减震调节说明书,你可以基本入门甚至于帮别人调减震。
那么这9个问题分别是:
Q1、如何解读理解前减震的各项参数规格?Q2、什么是油气分离减震?什么是油气混合减震?Q3、减震外面挂一个气瓶到底好在什么地方?
Q4、什么是复筒式减震?Q5、复筒式减震有什么特点?
Q6、减震的预载调整在什么地方?
Q7、如何设定预载?
Q8、什么是高速低速可调阻尼?
Q9、高速低速阻尼悬挂系统的调整方式?
那么接下来我们一个一个问题来说:
Q1:如何解读理解前减震的各项参数规格?
了解悬挂相关的数据可帮助初步了解车辆的特性。以下是常见的直筒式或者叫做潜望镜式减震(Telescopic Fork)专业术语:行程:表示悬挂系统可以自由移动的范围,通常以毫米(mm)为单位。较长的行程通常意味着更大的悬挂运动范围,适用于应对不同路况。管径:是指前悬挂的叉管直径,通常以毫米(mm)为单位。较大的管径可能意味着更强的结构强度,适用于更高的应力。阻尼:指悬挂系统的阻尼调整能力,可以控制悬挂的压缩和回弹速度。高品质的阻尼系统能提供更多的调节性和舒适性。预载调节:可调节悬挂的预压,即悬挂系统在静态状态下的压缩程度,通常用于适应不同的载重和乘客。弹簧系数:代表弹簧的硬度。较高的弹簧系数意味着更硬的悬挂系统,适用于运动性能和高速行驶。可调节性:指悬挂系统的可调节程度,包括预载、压缩和回弹等方面的调节范围和方式。前倾角:前倾角指的是前叉与地面垂直线所形成的角度。它影响着车辆直行时的稳定性,倾角越大,车辆的稳定性越高。举例来说,美式巡航车通常具有较大的前倾角,而仿赛车则常采用较小的前倾角设计,以提升操控的灵活性。拖曳距:拖曳距的定义稍微复杂一些,它是通过前叉转向轴(三角架轴心)延伸至地面形成的轴线 A,和由前轮轴轴心延伸至地面形成的垂直于地面的轴线 B 所构成。在地面上,轴线 A 和轴线 B 所落点之间的距离即为拖曳距。拖曳距增大会导致车辆在行驶时更倾向于自动回归稳定状态。相反,若拖曳距减小,骑手会感受到更为敏捷、灵活的操控。这些规格数字可以帮助你初步了解车辆悬挂的性能和特性。但需要注意的是,规格只是一方面,实际的驾驶体验和调整也是影响悬挂性能的重要因素。
Q2、什么是油气分离减震?什么是油气混合减震?
避震器内部除了活塞机构外,主要包括阻尼油和气体。根据当前的避震设计,可以分为油气分离和油气混合两种设计。
油气混合的简单案例就是一般摩托车的前叉结构,固定了一定量的油后,在整个系统内还会存在一定空间。而油气分离常见于单体式避震器,在筒身内增设了一个活塞来隔离油和气体,使得气体和阻尼油互相不接触。
油气混合的设计因为零部件较少,成本较低,同时内部零件的减少也降低了运转阻力,使得操控更为顺畅。此外,在相同体积的悬挂设计下,油气混合可以容纳更多的油量,有利于保持工作温度更为稳定。
然而,由于缺乏分隔,油气混合更容易产生气泡和空穴现象。一旦阻尼油产生气泡,将会影响其阻尼性能,这也是油气混合设计的缺点之一,即阻尼性能较不稳定。
油气分离设计由于气体拥有独立的气室,可以注入高压气体,有助于减少空穴效应,使得阻尼性能更加稳定。
然而,由于需要考虑气密性,零件的精度要求较高,因此成本也相应提高。同时,额外的活塞组件在初始运转时产生的阻力也较大。
Q3、减震外面挂一个气瓶到底好在什么地方?
一般避震器的减震筒内除了包含阻尼油外,通常也含有气体。然而,由于减震筒的空间有限,不论是油气混合或油气分离式设计,阻尼油和气体都必须共处于筒内。
因此,一种常见的设计方法是安装额外的气瓶,以增加新的空间来容纳气体和阻尼油。这种方式可以增加阻尼油的容量,延长减震筒内活塞的行程,提供更为稳定的工作温度,从而获得更出色的阻尼稳定性。
此外,外挂气瓶的设计通常采用油气分离的方式,其中气瓶内设有活塞来将阻尼油和气体分隔开来。
Q4、什么是复筒式减震?
避震器的主要构件包括预载弹簧和减震筒。减震筒的作用是吸收弹簧过度反弹所带来的冲击,以实现平稳的效果,因此可以说是避震器中最为重要的部分之一。市面上的避震器减震筒通常分为单筒和复筒两种类型。单筒式避震器在外观上看起来,活塞、阻尼油以及高压气体(如果有外挂气瓶则气体存放在气瓶中)都位于同一个筒内。复筒式设计在外观上看起来仍是单一筒身,但实际上采用了内外双筒身的构造,类似于保温瓶中内含水的内筒,外面包裹的保温真空层则是外筒,但外观上看起来是单一的瓶身。复筒式和单筒式的主要区别在于其内外筒之间设有阀门,并使用低压气体充填,而阻尼油则在内外筒之间移动。
目前摩托车赛事中主流的悬挂设计就是外挂气瓶的复筒式构造,例如像Ohlins TTX和FGR前叉都采用了复筒式设计。
Q5、复筒式减震有什么特点?
复筒式避震器由于结构上的特点,大部分阻尼油都可通过调整按钮来实现调节,使得其调整范围比单筒式更广。
由于复筒结构的特性,在阻尼调整时,压缩和回弹阻尼之间的相互影响非常小,因此在赛道上,复筒式避震器能更精准地调整出适合的设置。
此外,复筒式属于低压系统,气室内的气体采用低压设计,密封要求较低,这不仅能降低成本,还减少了内部零件的阻力,使得骑行感受更柔和、更舒适。
复筒式结构的限制导致在相同体积下,其内部油量较单筒式更少,散热效果也较差,使得工作温度不够稳定。
此外,复筒式结构造成活塞和轴心尺寸较小,限制了阀门片的堆叠,无法像单筒式那样通过多片阀门片来实现道路需求的渐进式线性阻尼。
同时,小尺寸的活塞也不利于瞬间大行程的反应。因此,在越野车或一般道路使用时,单筒式避震器更为合适,而在路况较为稳定的赛道上,复筒式避震器则能展现出更为完美的性能表现。
不过在4个轮子上基本上用的全是单筒式避震器。
主要原因在于汽车所使用的避震器大多没有外挂气瓶的设计,这导致汽车上的复筒式避震器采用油气混合的设计,从而出现阻尼效果不稳定等缺点。
再加上汽车的结构限制了避震器的散热效果,单筒式避震器能够保持更稳定的工作温度。
Q6、减震的预载调整在什么地方?
可调悬挂一直是骑手追求完美操控的必备配置。从调整车高、预载开始,再到压缩阻尼、回弹阻尼,再到高速和低速阻尼的调整,可调项目越多,似乎也代表着避震器的等级越高。
然而,悬挂调整中最为重要的基础是建立在预载调整上。只有预载调整正确,阻尼才能充分发挥其应有的效能。
预载设置的位置因其形式不同而异,通常是针对减震弹簧进行预压缩的操作。
因此,可以确定预载一定位于减震弹簧处。只需观察减震弹簧的上部和下部,通常可以看到可调节的预载环机构。
调节通常分为阶梯式和螺纹式设计。阶梯式设计呈阶梯状分段,而螺纹式设计则通过螺纹来上下移动预载环。为防止骑行震动导致预载环旋转,一些设计还加装了防滑螺丝。
在调整之前,需要先松开防滑螺丝才能旋转,调整完成后务必记得紧固,以免设置失效。另外,还有一种通过两个相反螺纹的调整环,相互压紧来固定的方式。
仔细看减震弹簧上有两个齿型预载调整环和螺纹,可以使用勾型板手进行预载调整,这个工具一般随车工具包里都有。一般的预载调整通常使用勾型板手或螺丝起子进行。然而,某些减震器采用了油压预载调整器的设计,通过油压机构来调整预载调整环的位置,以达到调整预载的目的。
借助油压机构的辅助,不仅能够快速调整预载而无需工具,还可以延伸调整位置。对于一些车型减震器预载环可能被车身挡住的情况,也能轻松调整预载。
目前一些高端车型已经引入了电子预载调整系统,基于油压预载调整,只是利用伺服电机替代人手旋钮,只需按下车上按钮,即可快速调整预载。
另一种则采用气压弹簧作为预载的减震系统,通过调整气压数值来改变预载设置,与之前的弹簧预载有所不同。比如RacingBros采用气压弹簧设计,通过调节空气压力来实现预载调整。
Q7、如何设定预载?
悬挂的调整中,阻尼设定因人而异,会根据骑行方式、路况和车辆设置而有所差异,但预载调整却有一套标准操作流程。
在调整弹簧预载时,最关键的参考依据是悬挂下沉量(sag),即车辆无载荷时的高度与骑手坐上后的高度差异。
预载的目标是使悬挂下沉量达到标准,因此我们可以根据下沉量来调整出正确的预载设置。
为了实现完美的调整,需要测量三组数据,分别是车辆悬挂完全伸展、轮胎悬空无负载的数据(A),车辆自身重量下沉后的数据(B),以及骑手坐上车后的下沉数据(C)。
前后轮都需要单独测量。前轮的测量方式是沿着前叉向下找一个点进行测量,比如前轮轴位置进行测量。而后轮则是在后轮轴上方找一个点,向下测量到后摇臂处,比如后轮轴位置进行测量。
测量数据a的时候需要让前后轮悬空
测量数据B就是车身自身重量让减震坍缩的数据
测量数据C则是人骑在车辆上面,两只脚离地,前后减震探索的数据,量这个数据的时候最好是全身装备穿好,越接近于你在路上行驶的重量越好。
通过测量三组数据,利用A-B我们能得到自由下沉量,A-C则是骑行下沉量。一般路面车款的建议值如下:
自由下沉量:前20-30mm、后5-15mm骑行下沉量:前30-40mm、后25-35mm对于越野或特殊短行程悬挂,自由下沉量为总行程的5-10%,骑行下沉量为总行程的25-33%。如果下沉量过多,则需要增加预载;如果下沉量过少,则减少预载。然而,如果出现骑行下沉量和自由下沉量无法匹配的情况,可能是弹簧的K值需要调整。当骑行下沉量调整良好时,自由下沉量过多可能表示弹簧太软,需要更换更硬的弹簧;反之则可能是弹簧过硬。简单来说,预载调整主要针对骑行下沉量,而自由下沉量则由弹簧来调整。
如果出现骑行下沉量和自由下沉量无法匹配的情况,只能通过后期改装来进行改善好了。
Q8、什么是高速低速可调阻尼?
在这里,所谓的高速和低速指的不是车速,而是阻尼油的流速,也就是悬挂作动的快慢程度。
悬挂作动的速度快慢源自不同的路况。当我们以恒定速度行驶在平坦路面上时,悬挂的作动较为平缓,速度也较慢;而在崎岖不平的路面行驶时,悬挂的作动会更加激烈,上下运动的速度也会更快。
简而言之,高速指的是面对凹凸不平、极端剧烈的减震情况,而低速则指的是一般骑行过程中的稳定性,特别是在过弯时。
搭载高、低速阻尼悬挂系统的机构在结构上与一般可调阻尼悬挂相似,都有双向阻尼阀门。但高、低速阻尼悬挂还多了一组单向阀门,这组是用于控制高速阻尼的阀门。当阻尼油流速增大时,会推开高速阻尼的单向阀门,使油液从高速阻尼通道进入,然后返回低速阻尼通道。当车辆经过颠簸路面时,如果车辆的压缩阻尼设定过硬,在减震器快速工作时,由于阻力过大,可能瞬间停止压缩(Hydro-lock),导致车轮迅速离开路面。因此,出现了降低悬挂在高速作动时的压缩阻尼的概念,以吸收因不平路面而产生的震动。
Q9、高速低速阻尼悬挂系统的调整方式?
在调整过程中,可以考虑以高速作动的稳定性来同时调节高、低速阻尼。一旦确认符合需求,可以将高速阻尼针对不平路面降低阻尼值,找出适当的设定。
由于高、低速阻尼会相互影响,调整起来相对更复杂。建议首先完全放开高速阻尼,在几乎没有高速阻尼影响的情况下,先调整好低速阻尼,然后针对颠簸路面的弹跳来调整高速阻尼。
使用这种多功能可调系统前,需要澄清一些概念。这种系统并非让车辆设置既适合赛道驾驶又适用于一般道路骑行。
当你从赛道训练结束,准备骑行一般道路时,请务必停车将车辆恢复到一般道路的设置。
虽然麻烦了一些,但是为了安全着想,还是非常有必要的。
第六章:悬挂弹簧中的等距、双线距和渐进各有什么优缺点
摩托车的悬挂系统对于车辆的操控性至关重要。如今,悬挂系统一般包含阻尼装置、油路和预载弹簧。然而,作为支撑车辆的弹簧有不同类型,包括原厂和改装款,有等线距、双线距和渐进式线距。这些设计究竟有何差异呢?
在不考虑使用气压弹簧的悬挂系统时,实体弹簧的线距可分为三种:等线距、双线距和渐进式线距。这里的线距指的是弹簧本身的疏密程度变化,而这三种弹簧在功能上最大的差异在于随着荷载增加,弹簧的压缩量会有所不同。那就让我们一个一个来看。
★等线距弹簧★
当弹簧的材料和线径相同时,线距越小,弹簧的K值(弹性系数)就越小;反之,线距越大,K值就越大。简单来说,线距较小的部分相对较软,而线距较大的部分则相对较硬。因此,当悬挂使用不同线距设计的弹簧时,会产生以下效果,如下图所示:
从上面这张图上我们可以清楚地看到,使用等线距弹簧时,在压缩到极限之前,弹簧的K值不会发生变化,因此荷载与压缩量成正比。这种设计的优势在于制造成本较低,同时由于弹簧本身K值的线性特性,在极端情况下,如紧急刹车,能够带来更高的安全感。此外,等线距弹簧对预载和阻尼的调整设计也更为简单,可以轻松调整出良好的设置。因此,在竞技悬挂方面,这种设计也更为常见。
然而,对于道路车辆或原厂配备的弹簧来说,基于一般路面的考虑,K值的设定通常不会太高,结果是在紧急刹车时,荷载转移会显得不足。相反,如果K值针对高荷载设计,在一般道路上会显得过于僵硬,无法有效吸收路面的颠簸。等线距弹簧的优点:反应线性、操控性最佳、易于调校、成本低。 等线距弹簧的缺点:难以兼顾激烈和日常骑行。接下来我们再来看双线距弹簧。
★双线距弹簧★
双线距弹簧的制作成本略高于等线距,但对于一般道路使用而言,由于弹簧具有两个K值,因此能够先由较低K值的部分压缩来应对路面的颠簸和碎震等情况。在紧急刹车或者遇到大坑时,压缩到具有较大K值的部分仍能提供支撑。然而,缺点是K值的变化相当明显,如图中箭头所示,存在明显的转折点。这样一来,如果荷载恰好压缩到转折点时,会感受到悬挂反馈的不同。
双线距弹簧的优点:相对于等线距弹簧,能够提供较好的舒适性,对于渐进式弹簧调节性更好。
双线距弹簧的缺点:存在转折点导致在压缩到该点时产生明显的非线性反应。然后我们再来看最后一个渐进式弹簧。★渐进式弹簧★
渐进式线距弹簧的制作成本更高,即使是在改装产品中也相对少见,目前比较知名的品牌有Hyperpro和Yacugar。
但因为每一圈的线距都不同,使得整段弹簧都具有不同的K值。这样就强化了双线距弹簧的优点,将转折点变得平滑化,能够随着荷载的增加逐渐减小弹簧本身的压缩量,达到更好的缓冲效果。
这种避震弹簧设计,在低荷载、中荷载或高荷载情况下,给骑士带来相当平顺的感受。对于稳定车体姿态也有很大的帮助。就弹簧本身的效果而言,可以说达到了悬挂最期望的反应。在初始压缩时较柔软,在荷载增加时逐渐提高K值,保持稳定的支撑性。
尽管渐进式弹簧看似是解决舒适性和性能问题的完美方案,但仍存在一个重要问题,即整个K值变化率的选择是否正确。否则,就无法适当地利用整个行程,这样的设计反而会导致效果更差。此外,整个悬挂系统不仅仅是弹簧,采用渐进式弹簧会增加调整预载的难度。另外,由于悬挂在不同行程时,弹簧产生的K值不同,这也增加了回弹阻尼的设定难度,需要更优秀的阻尼机构来搭配。对骑士而言,前叉的压缩量与刹车力道也呈非线性,这会使得骑士难以掌握前轮荷重,对于激烈驾驶也会降低骑士的信心。
渐进线距弹簧优点:能兼顾较为运动与休闲的骑行方式,没有双线距弹簧的K值转折点。 渐进线距弹簧缺点:难以设定、不够线性不利于激烈驾驶使用。
★三种弹簧结构的适用范围★
下面这张表格呢根据三种不同弹簧结构对于我们日常使用来说适用范围。
但是根据弹簧K值设定,这个适用范围也可以左右移动,这张图只是为了能够让大家更加直观的看懂三种弹簧的优缺点。
简单来说,等线距弹簧在城市或舒适骑行时可以提供不错的表现,但在山路骑行时可能显得不够稳定。双线距弹簧则需要考虑两种K值的分配比例,并且由于转折点的存在,在低速和高速之间可能会有一个不太理想的区段。而渐进式弹簧能相对于等线距提供更广的适应性,相对于双线距更连续的反应。但是由于完全的非线性,因此不适合极限驾驶。
这三种弹簧线距各自有优缺点。在改装前,一定要先确认自己的骑行需求和车型设置,特别是预载的设置。正确的预载设置是悬挂设置的基础,并且预载不像阻尼那样是主观的个人设置,有着一定的操作标准程序。通过正确的预载设置,后续的阻尼调整才会更有意义。