避震器的功用
懸吊是大多數人改裝計畫的第一步,而懸吊的改裝通常都是由換裝一套較硬的避震器開始著手。上一期我們曾經說過彈簧最主要的功用是用來消除行經不平路面的震動,既然有了可消除震動的彈簧,那麼又要避震器做什麼呢?避震器它並不是用來支持車身的重量而是用來抑制彈簧吸震後反彈時的震盪和吸收路面衝擊的能量。假如你開過避震器壞掉的車,你就可以體會車子通過每一坑洞、起伏後餘波盪漾的彈跳,而避震器正是用來抑制這樣的彈跳。沒有避震器將無法控制彈簧的反彈,車子遇到崎嶇路面時將會產生嚴重的彈跳,過彎時也會因為彈簧上下的震盪而造成輪胎抓地力和循跡性的喪失。最理想的狀況是利用避震器來把彈簧的彈跳限制在一次。
阻尼功用及做動原理
當我們以一固定的速度壓縮或拉伸避震器其所產生的阻力就稱為阻尼。這阻力來自於避震器作動時,活塞會把阻尼油加壓使其通過小孔徑的閥門,如果改變閥門的孔徑就可以改變阻尼的大小。在日本自動車規格(JASO C602)規定以作動速度0.3m/s時的阻力大小來代表避震器的性能,我們稱為阻尼係數,單位為Kgf,所謂較硬的避震器就是作動時可產生比較大的阻力。當我們讓避震器以非常慢的速度壓縮或拉伸時,它的阻力只有來自機構內部的摩擦力,阻尼油幾乎不產生阻力。但是當作動速度增加時,阻力的增加會和避震器作動速度變化率的平方成正比,也就是說作動速度增為2倍時阻力卻會增為4倍。 避震器的阻力可分為壓縮和回彈兩部份,壓縮阻力和彈簧的硬度有加成效果,作動時可增加彈簧的強度,而回彈阻力則是發生在彈簧受路面衝擊壓縮後的反彈行程,這也是避震器存在的最大理由,它是用來抵擋彈簧壓縮後再將輪胎壓回地面的力量,減緩反彈的衝擊並保持車輛的平穩。一般道路用的避震器,吸震行程的阻力通常遠小於回彈行程,因為吸震行程的阻力太大時會影響行路舒適性,對道路用車來說衝擊時和反彈時的阻尼力量比值大約是1:3,但對賽車來說則為1:2~1:1.5,較高的比值會降低舒適性,但卻可改善行經不規則路的循跡性。
避震器的改良
避震器的阻尼作用是把震動衝擊的能量轉換成熱能。假如懸吊產生大幅度的運動,相對的避震器也會產生相當大的阻力來抑制它,這阻力來自避震器的活塞會把油壓入通過小的閥門,如此會把阻力變成熱。避震器內部產生的熱會使阻尼油加溫,油加熱後黏度會變稀(這反應就如同引擎機油一般)。變稀後的阻尼油會使通過油閥門的阻力變低,降低了阻尼力,我們稱為『阻尼衰退』(Shock Fade)。為了避免阻尼衰退,可由加大避震器或增加阻尼油的容量來改善。所以所謂的高性能的避震器通常都具有是較大的筒徑,及較大的阻尼。避震器的另一個問題是阻尼油的氣泡問題,避震器作動時活塞為會對阻尼油造成攪動的效果,造成組泥油產生氣泡,氣泡的產生會造成阻尼的喪失。為了對抗氣泡,以除了使用品質較佳的阻尼油外,製造商通常利用田填充高壓氣體來減少氣泡的產生,這做其中最具代性的產品當屬Bilstein,Bilstein的產品有一項獨特的設計,它有一個『氣室』(Gas Chamber)用來抵抗氣泡的產生,這如同用高壓來抵抗你的水溫問題一樣(沸點與壓力成正比)。此外這個氣室也有有對柱栓的冷卻效果,因為柱栓暴露在空氣中可獲致冷卻效果。而油封不良造成的漏油問題則是避震器損壞的一大主因,這直接關係到避震器的『耐用性』,所以較貴的避震器通常也有較好的油封。
補充說明:壓縮阻泥與回彈阻泥過大和過小所造成車輛行進間車體動態的影響
回彈阻尼
*後懸吊
太大的回彈阻尼會造成:
- 後輪經過撞擊後到了平路還一直跳(避震行程無法伸展,使行程縮短,避震器易於觸底)
- 煞車時後面會突出(後輪容易浮起懸空)
- 它會讓後面下沉而造成轉向不足(彈簧回彈過慢,使車輛重心無法及時回復)
- 它會造成液壓系統過熱,而使減震力退化,也就是熱衰退(油封容易漏油/破裂)
太小的回彈阻尼會造成:
- 當煞車時後面向上回彈太快,使得後輪彈跳
- 車騎起來不穩定(高速行進間遇路不平時,車身容易搖晃
擺動。殺灣時,車身的搖晃也容易造成龍頭擺動的現象)
*前懸吊
太大的回彈阻尼會造成:
- 轉向過度
- 降低前輪的抓力(改避震的車輛,對輪胎抓地力的要求則是更加嚴苛,就素要換好一
點的胎皮啦!)
- 在彎中會感覺前輪會往下塞
太小的回彈阻尼會造成:
- 轉向不足
- 前輪不安定(容易搖晃)
壓縮阻尼
後懸吊
太大的壓縮阻尼會造成:
- 當加速時後輪會滑(尤其出彎加速時,後輪滑胎的現象會特別明顯)
- 騎起來會很顛(相信改過避震的人都知道!)
太小的壓縮阻尼會造成:
- 當在加速出彎時後輪會彈向一邊(出彎加速時不容易滑胎,但是輪胎容易在抓地力極限
的邊緣中產生跳動)
- 後面壓縮過低,造成前面失去抓力(看過GP的人都知道,後避震太軟時,出彎加速及
直線加速時前輪容易孤輪)
前懸吊
太大的壓縮阻尼:
- 當煞車時效果好(效果好是說反應好,但是抓地力差。因為車輛往前下沈的重心少,
輪胎的下壓力也就減少。改前避震的車輛要記得換較好的輪胎)
- 感覺顛(改過的人都知道!)
- 進彎轉向不足(尤其遇到坑洞的時候,前輪行進路線容易偏滑)
壓縮阻尼太小會造成:
- 前面下沉太多(煞車反應較慢,但是前輪較不易鎖死打滑,適合道路行駛。
後輪容易浮起~小心)
- 轉向過度(進彎時,前輪可以用較高的速度進彎。彎中抓地力的極限也較高)
彈簧係數
後懸吊
太硬的彈簧係數:
- 在彎中轉向輕鬆
- 感覺後面很顛
- 後輪循跡性差
太軟的彈簧係數:
- 加速時有良好的循跡性
- 在進彎時轉向不足
- 在連續彎時,因為太長的避震器行程,使得變換車身方向不易
- 會使前面感覺輕手
前懸吊
太硬的彈簧係數:
- 煞車時反應很好
- 造成轉向不足
- 在彎中感覺很顛
太軟的彈簧阻尼:
- 入彎容易
- 造成轉向過度
- 造成前面向下塞
- 煞車反應不好(下潛過多)
建議:只要改過避震的車輛,其阻泥與彈簧比原來還硬的時喉,對於輪胎的要求也就
越高。所以建議要換避震時,連輪胎都一起提升,對於行車的安全會有更多的保障。
結語:改車要從下往上改,如輪胎-->煞車-->懸吊-->引擎。
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