老车不松散,新车更紧致——「衬套」改装的提升操控指南

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老车不松散,新车更紧致——「衬套」改装的提升操控指南衬套这种装备

常常会被我们忽略

当出现问题时

却时常察觉不到

而当真正需要去更换时

往往已经开裂到不得不更换

从而十分影响驾驶体验

而作为爱车的我们

怎样才能未卜先知

替换适合车辆的衬套呢

文字:蟹爪朝天/郝工

图片:来源于网络

如有冒犯,请联系我们

本文所述均为赛车改装及赛道驾驶

请勿驾驶非法改装车上路行驶,请勿危险驾驶

在车身和悬挂部件之间的连接位置,常会有一些衬套。这些衬套的作用主要是吸收一些冲击和振动,减少连接处螺栓、螺孔的变形,减少些传递到车内的振动。

如果仔细提会的话,我们会发现:在接近匀速行驶的状态下,如果将方向盘转至一个较小的角度并稳定住的话,车头指向会先小幅随方向盘方向变化,随后再自动增加一些转向。

在导致这种现象的原因中,有较大一部分就是源于趁套。在转动方向盘后的一小段时间内,衬套先压缩变形。在衬套变形到极限后,车子再出现转向加剧的效果。

不少车友在更换了比原厂更硬的衬套后会感觉转向的反应更快了一些、更准了一些,主要就是因为衬套的变形小了,变形过程所用的时长更段了。同时,大家也说能感觉到更多路面的情况了。

在工程师眼中,衬套的特性主要是刚度(载荷和相对位移的幅值

比)和迟滞角(载荷和相对位移的相位差)。通常来说,刚度和迟滞角都会随振动频率的变化而变化。

对于纯橡胶结构的衬套来说:随着振动频率的增加,衬套的动刚度和迟滞角都是缓慢增大的,整体上接近于保持恒定。

对于内含油液的液压衬套来说:迟滞角的拐点常在10-20Hz之间。在频率小于10-20Hz左右的时候,随着频率的增加,动刚度逐渐增加。在频率大于10-20Hz左右的时候,随着频率的增加,迟滞角逐渐减小。

具体数据会根据车型整体要求而设计。

在车子整体的设计中,在衬套方面工程师主要考虑的是其对车子操纵稳定性和行驶平顺性的影响。以悬挂下摆臂和车身或副车架之间衬套为例:

1 衬套的动刚度大一些,操纵稳定性往往才能好一些

2 衬套的动刚度小一些,在平整路面上的方向盘抖动才可以小一些

3 衬套的阻尼大一些,冲击后的残余抖动才可以小一些

操纵稳定性和平顺性对于衬套动刚度的需求往往有较大的矛盾。在实际设计时,首先是要保证操纵稳定性的,所以衬套的动刚度下限要满足操纵稳定性的需求,其次才是考虑在较为平整路面上车手所感受到的方向盘抖动等平顺性方面的需求。

相比于原厂衬套来说,常见的更硬一些的改装或强化衬套的动刚度更大一些,所以在更换之后也能感受到中心区转向响应等操纵稳定性方面的变化。

但需要注意的是,如果轮子的动平衡不是很好的话,往往也会感受到更严重的方向盘和转向柱地板附近的抖动。

行驶平顺性的另一个重要方面是在遇到路面冲击时,车手所感受到的冲击强度和冲击后的残余抖动。动刚度适度小一些的衬套可以让冲击强度小一些,阻尼大一些的衬套可以让残余抖动小一些。

相比于原厂衬套来说,更换了常见的更硬一些的改装或强化衬套后,在遇到路面冲击时,车手多是感觉冲击感更强烈了,但残余抖动更小了。

对于驾驶和成绩来说,冲击感大了不一定是好事,但在冲击后能更快的恢复稳定一定是件好事。

如果原厂是液压衬套的话,更换为橡胶衬套的话会不会反而不好呢?液压衬套的内部也是以橡胶为主体的。其结构主要是有橡胶主簧和流体腔室两部分。

腔室内有阻尼液。在受到载荷时,橡胶主簧首先承载变形并改变腔室两端的压力和通道尺寸。随后是阻尼液受迫在腔室内流动并提供一部分阻尼。

在橡胶衬套中加入流体的目的主要调整让衬套的动刚度和迟滞,让其不再只能是接近线性的,以适应操纵稳定性和平顺性等不同方面对衬套的不同需求。

所以,将液压衬套更换为“较硬”的橡胶衬套的话,也许在有些范围内(如输入频率等)新衬套更硬,而在另外一些范围内(如输入频率等)反而是更软的。其具体表现如何就需要自己体验了。

而关于衬套的历史与使用细节

我们简单讲讲

汽车上的橡胶件,发明的初衷大多都离不开。

轮胎最早被应用在自行车上,最初的自行车是没有橡胶充气轮胎的,而那个年代的道路条件又很差,要么是非铺装路面,要么就是石板路,自行车行驶在这样的路面上,骑车人是非常难受的,同时也使得骑行的速度受到了限制。

“相传,在一次民间的自行车比赛时,一位选手在赛前偶然间看到自家花园里灌溉用的橡胶水管,便突发奇想把它绑在了自己的自行车车轮上。

虽然这一对“土制”的轮胎并不像后来的充气轮胎一样优秀,但是依然效果显著,帮助这位选手一举夺得了比赛的冠军,并使得大家纷纷效仿。”

悬架上的衬套、乃至动力总成悬置的发明,也都是基于同样的出发点,无非是想让人们更舒服一点。

对于悬架来说,振动的根源在于路面。

路面的起伏作用在车轮上,通过悬架传递给车身,在悬架这里,有两条振动的传递路径:

•一是弹簧和减振器这一条

•二就是悬架的控制臂这一条

在隔离振动的这件事上,任凭弹簧和减振器做得再好,也拦不住振动要走另外的一条路,所以便出现了橡胶衬套这种东西。

随着衬套的加入,也带来了衍生品。

它不光是在路面不平的时候通过变形来吸收隔离振动,在转向、刹车、加速等等只要是动态变化的时候,都会有变形出现,这个时候的变形,带来了两个效应:

•一是悬架的变形特性,也就是K&C特性里的“C”特性(关于K&C特性点击此阅读→聊聊K&C)

•二是改变了悬架的频率特性,或者说对驾驶操作的响应表现

这两个衍生效果虽说不是衬套被发明的初衷,但是也慢慢地被工程师利用了起来。

比方说,我们的车开过减速带的时候,衬套的变形可以让车轮微微地往后退让一点,冲击就会小一点。

一,难以忍受的震动

幅度比较大的路面起伏依然可以被弹簧和减振器处理掉很多,但是让人感觉发麻的那种细碎的振动会非常“诚实”地传递给车身。

二,噪音大

各种各样的噪声,比如“嘎吱嘎吱”、“咣啷咣啷”,都会出现,甚至于内饰,在长期的振动作用下,都会变得更松散。

三,悬架寿命会短很多

有橡胶衬套的车可以抗住十万公里的耐久,关节轴承(俗称“鱼眼”或“球铰”)可不行,没有哪台赛车是十万公里换一次“鱼眼”的。

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