关于车辆横向动态性能的改装浅谈

Jason原创]关于车辆横向动态性能的改装浅谈。

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无论是初级改装爱好者，还是业余改装的狂热FANS，改轮毂轮胎、避震、防倾杆，似乎已经成了一种必然的趋势。

在论坛里也是陆续不绝的改避震、防倾杆的回报。

在一些钱包鼓的兄弟换了大牌KW的V2，V3，CLUBSPORT，STREETCOMFORT的绞牙，上了加粗防倾杆后上论坛贴图“得瑟”的时候，我相信也会有很多很多的下不了决心狠狠投入的哥们兄弟们羡慕无比。

今天我开这个浅谈车辆横向动力学的贴，是希望通过浅显的介绍一些结论性原理，去掉一些车友一味“跟风”的错误改装观念。

把“避震最硬，杆最粗，舒适性牺牲到几乎没有，颠的要死。

只要能忍，就代表我车操控性能最牛B”的错误观念得以一定程度的纠正。

首先，先将车辆的横向动力学部件分为基本部分：一．轮胎。

它作为车辆接地的唯一部分，不仅在车辆加速制动时有着决定性的作用，在弯道行驶中，轮胎的特性也是很重要的。

轮胎在弯道产生侧向力的原因就是在于轮胎胎面方向和车辆前进方向，在弯道会形成一定的夹角。

就是说，轮胎胎面中线在过弯时候会向弯内偏转，这也就是车辆受到侧向向心力的根本原因。

更深的这里不做探讨，因为这点很好做到，而且100%的兄弟没错的都会选择高等级，价格贵的轮胎最为改装方案。

二．就是悬架的结构，对于车辆的横向稳定性有着绝对的主导地位！为什么高档车的操控好，奔驰，宝马，包括奥迪。

为什么开起来不改装就比大众的操控好，弯道性能好。

他们也并没有牺牲舒适性，并不是通过硬弹簧，大阻尼，粗防倾杆。

这就完全的归功于悬架的不可改变的硬件结构了。

一般的10-20多W的车，前悬架一般都是熟悉的麦弗逊。

麦弗逊似乎成了主流。

为什么，答案是简单！便宜！避震器桶身较粗，不但提供了阻尼，还提供了悬架跳动的导向作用。

这就节省了很多的连杆，安装空间小，维护成本低，制造成本大幅降低。

但是麦弗逊一般的问题的，由于结构简单，悬架系统中塑性变形原件少，悬架在压缩和车轮转向过程中，车轮定位角变化大且通过尺寸设计的调整范围小，很难让悬架在各种压缩的转向状态下都达到最佳位置。

弯道操控性随着车速和弯道半径的变化大，而且往往是无法到最优的恶化。

而被宝马奔驰奥迪保时捷等等采用的是多连杆的悬架，也就是很多人俗称的拥有长羊角的悬架。

这样多连杆悬架的几何可塑性很强，动态学设计容易，可以得到理想的运动曲线。

同时可以设计出相比麦弗逊高很多的侧向翻滚中心的。

这个侧向翻滚中心的概念，我不做深入介绍，简单的说，就是一个沿车身纵向的转动中心，车辆绕着这个轴进行侧倾。

物理意义在于，车辆重心是一个最高的点，当重心高于翻滚中心很多，就会导致车辆在弯道的侧倾大。

原因是作用在重心的离心力，绕着这个侧倾轴的距离远，力臂大，侧倾力矩大。

而这个力距，对于整个车来说，就是通过内外轮胎受到的支撑力差来抵消的。

这也就是车辆过弯，弯外侧弹簧受压，弯内侧弹簧受拉，导致侧倾的原因了。

辅助以下的简陋图作为理解辅助。

因为浅谈，所以就点到为止，结构设计上的不同差距就主要体现在此了。

一个宗旨，腰包鼓的，选多连杆悬架的车，没错。

天生就是天才，不吃“脑白金”也比蠢才聪明，就这个道理了。

在帖子第八页，有关于结构方面的一些讨论，所以在此新增关于悬架结构，对弯道性能的决定性影响的解释。

侧倾中心高度决定H，H越趋近于0，愈好。

配以下图。

原帖内容：负值H对于民用车是不太可能得到的。

而且也是不希望得到的。

现在市面上也没有一款车拥有负值，趋近于零是所希望的，但是也是很难，或者说，多余多连杆的悬架，也只是尽量的提升侧倾翻滚中心。

趋近于负值会带来一个明显的大问题，就是弯道侧倾是朝向弯内的，这样的车在路上量产车是谁都没见过，也没开过的。

如果达到了负值，那么，弯道倾向内侧，会导致弯道加速时，由于弯内轮荷大，导致严重的转向不足，甩出弯道的危险，是不会这样设计的。

我画了两个图解释这个弯道翻滚中心的根据悬架结构的几何决定方法。

如下：大家也可以按照此方法自己画画试试，如果麦弗逊要是想达到多连杆的小H值，或者是达到负值，是不是可能的？答案一定是不可能的。

下帖继续。

2楼发表于2011-03-05 19:34三．我们进入关键点，大家可以在买车之后进行重要改变的避震器和弹簧！避震器的种类，大体分为被动，自适应可调式，半主动，和全主动。

被动也就是普通50W以下车用的一般阻尼器，阻尼固定，阻尼力和冲击速度成正比。

自适应可调式，就是奔驰宝马经常用的电动阻尼可调，通过调整避震器活塞孔的大小，来实现阻尼的等级式调节。

奔驰S里常见的SPORT(DYN),NORMAL,COMFORT之类的。

半主动，一般量产应用极少，也是下一步量产的方向，就是电动可调的频率极高，可以针对每一次颠簸进行调整，获得最好的舒适性和运动型。

但是由于能耗大，控制复杂，还没有厂家进行量产。

全主动悬架是完全脱离现有的被动活塞液力式的阻尼，采用完全的外控，更是停留在实验阶段。

这里我就简单的介绍一下最简单的被动式：首先，重要的概念，就是两种被动式悬架。

单管和双管式。

上图左边为单管，右边为双管式。

单双管的作用原理，讲起来需要大概好几百字，还会牵扯到气穴现象，这里也不做深入了。

简单的说结论，双管是几乎100%的量产车使用的结构看着复杂，优点是，内部压力小，对于避震器的密封要求低，寿命长，制造成本低。

缺点就是由于外层还有一层用于压缩过程中体积平衡的外腔（也叫外管，内外双管，所以叫双管），这个外腔相当于暖壶的外层，阻碍了内部热量的散失，在比较暴力的赛道和竞技运动中，会导致内部过热，破坏密封胶皮，寿命大大缩短损坏。

当然，这种强度在日常驾驶，公路上，你就算玩疯了，也几乎到不了我所谓的竞技强度，因为车速和弯角不够。

单管避震器一般用于竞技运动，散热好，大阻尼实现容易，可以倾斜甚至横躺安装。

缺点是内部压力大，一般达到30-40BAR，制造密封成本高恩多。

而且非常容易漏油，对于竞技场上，比双筒寿命长，但是对于日常污浊的道路驾驶，寿命会短。

一般改装不适合选择这种单管避震器。

H&R和大名鼎鼎的BILSTEIN就有MONO-TUBE提供，比如B牌的B14 B16。

很多B牌爱好者也是对KW不懈，因为单筒是竞技级别的东西，KW的V1 V2 V3 CS 都是双筒民用级别。

但是，我个人是不建议在国内用单筒，主要是路面污浊，寿命会大幅降低。

不是和MOTORSPORT有关就一定是民用改装的佳品的。

这也是KW为什么不对一般消费者提供单筒避震器的原因。

下面就要提到避震器改装，弹簧软硬，阻尼器阻尼大小的选择，以及一般可调阻尼避震器的调整原理和调整方法了。

这是一个大课题，也是一个因人而异的问题。

首先要提到相矛盾的评价标准，舒适性，安全性，和弯道的操控性。

这里直接给出一个实验性结论，在不考虑侧倾，从舒适性和轮胎抓地力的角度讲，弹簧要越软越好。

也就是说，不拐弯时，直道行驶，弹簧越软的车，抓地力越好，越安全和舒适。

在弯道，则必然是硬弹簧侧倾小。

但是侧倾小不是弯道操控的终极目的，仅仅是侧倾小，代表不了任何的问题，也没有任何汽车设计者用侧倾角度来衡量车辆的弯道操控性。

这里的关键问题是，车辆在弯道的内外轮轮荷差（前面已经有所介绍，弯道侧倾的产生机理，和弯道内外轮为什么会有轮荷差）。

这个轮荷差越小，弯道的极限车速也就越大，弯道操控性的越好（这里是由轮胎侧向力极限随轮荷变化特性曲线得到的拳头结论）。

所以，更换短弹簧，是一个入门改装的非常好的方式。

短弹簧，一般伴随2个特性，短+硬。

这里其实短是目的，硬是伴随而来的问题。

短了，就会降低车身高度，使得车辆重心距离悬架结构决定的侧倾轴近，从而从根本上降低侧倾离心力的做用力臂，来从根本上降低侧倾和弯道内外轮荷！这个才是改装的目的！弹簧短了，为了保证足够的最大承载质量，不至于换了短簧，满载轮胎蹭车身，一般短弹簧都会采用更粗的钢线，更少的圈数，来实现硬度的一定提高（这里就出现一个选购短硬弹簧的拳头原则：粗的，圈多比细的，圈少的质量好）。

所以一般名牌短弹簧，降低车身越多，也就会越硬。

另一方便，同样降低高度的弹簧，某些厂家造的就硬，某些就软。

这其实不是关键问题了，进一步的加硬，会进一步补救性的降低侧倾，这点没错，但是这个侧倾的降低，已经几乎不能降低内外轮在弯道的轮荷差了。

或者说，也只能减小，车身重心侧倾后加重的那一小部分轮荷差。

其效果其实已经是给驾驶者的感觉多过对性能的改善了。

弹簧硬了，侧倾小了，驾驶者就会感觉，花钱花对了！有变化了，侧倾小了！我车变牛B 了！其实这已经是对性能影响很小的感觉性改装了，同时带来的是恶化的舒适性，车身颠簸厉害。

就是一个误区了。

所以短弹簧，一定要选对厂家，高度按照自己的路况，越低越好，但是硬度，只要够承载就行，不要追求硬，是没有什么意义的。

下面就牵扯到阻尼器了，也就是俗称的桶子。

阻尼和弹簧刚度的匹配，也是一个学问。

首先，大家都见过换了某些降低高度很多、很硬短弹簧，但是没有匹配更换大阻尼桶的车，在好路面，会有车身无故上下不停跳动的现象，严重恶化行驶性能和操控性。

这就是因为车身的固有频率在1HZ左右，在好路面受到这个路面不平度激励是很正常的，就会导致车身共振，阻尼不够，无法及时消除震动。

等于花钱除了外观，什么也没得到。

舒适性也没了，操控性也没换来。

阻尼的大小，对舒适性和性能的影响很大。

简单的说，阻尼过小，车身会无故乱跳。

阻尼过大会在普通路面有过大的震动，颠簸传入车身。

选择一个和弹簧匹配的最佳阻尼，高了对操控性能提升没有什么大作用，恶化舒适性，低了拉不住车身震动。

所以和你更换的弹簧匹配，才是关键。

对于非绞牙，明白这个也就足够了。

所以说，对于非绞牙的改装，只要降低高度和你用的阻尼大小匹配，就很完美，没有必要追求弹簧过硬和阻尼很大。

或者说，同样高度的短弹簧，用硬的簧和大阻尼的桶，除了感受上的颠，侧倾更小一点，对性能提升其实并不显著。

3楼发表于2011-03-05 19:34对于绞牙避震，优势在于，高度可以满足各种人的需要。

能够根据路况，低下去！低下去，性能就从根本上提升了。

当然，对于绞牙，只要能调很低，就肯定意味着弹簧会比短弹簧硬来满足满载轮胎不蹭车身。

硬的话，就会比短弹簧的套装避震舒适性差。

这也就是一个矛盾了。

对于可调阻尼大小的绞牙，调整就是一个相对复杂的问题。

一般大厂的可调阻尼绞牙避震，都会在和弹簧硬度配合合理的范围内，让你能够在勉强能拉住弹簧，和过硬之间自由调节。

就拥有了一定的所谓舒适和运动调整空间。

这里要简单的介绍一下不同厂家都是用的各种阻尼调节机理，让大家对功能性，制造成本，如何选择，有一个简单的理解。

一个简单的“阻尼可调"是不能说明任何问题的。

这里首先还要区分桶的拉伸阻尼，和压缩阻尼。