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车模底盘调教

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发表于 2019-3-8 16:06:11 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
我们整天看媒体口中的底盘调校如何如何,大家对这些都是云里雾里的。但是这些测评的共性就是,往往都会提到一点,就是底盘的后期调校重于先天规格,那到底底盘调校是啥呢?
其实,底盘主要包括了悬架、转向、刹车等三大块,所谓的调校就是针对这三大块动手的。另外还会涉及到传动系的一些部分,譬如限滑差速器、主减速比的设定等。

    首先要搞清楚的一点是,整车的布置、前后轴的质量分配,是底盘设计和调校的先决条件。一切关于底盘的工作,都是在这个基础上进行的
底盘调校、轮胎先行。在底盘的设计理论里,轮胎永远是最先需要确定的部分。很简单,轮胎是整台车唯一和地面接触的一部分。
一、悬架:悬架是最为直接影响到整车的操控特性以及滤震水平的部分。悬架的调校可以说是在设计阶段就已经开始了。这包括了两个部分:运动几何设计、静态定位参数以及弹簧、阻尼等元件参数的调校



首先解释一下什么叫悬架的运动几何。由于结构的限制,悬架的跳动,一般会有相对固定的轨迹。这个轨迹的控制变化,实际上决定了很多东西,包括整台车的动态特性,也就是通常媒体所说的车辆在极限操控时候的“性格”。这是在设计阶段就要确定下来的东西,一旦设计定型,硬点封锁,整个悬架的运动几何就基本决定了,除非通过后期的深度改装,通过重新制作副车架的方式修改硬点,当然那也就相当于整台车的悬架重新设计了。
悬架设计的一个比较理想的状态是:尽可能通过悬架几何去控制侧倾,使得弹簧阻尼等能够设计得尽可能软,这样一来就能够实现过弯控制侧倾以及滤震的兼顾。实际上要做到这样并不是不可以,但是通过几何变化控制侧倾的同时,也有可能会发生轮胎偏磨过于严重,加速轮胎损耗、手感变化不线性等结果,所以只能做到尽可能地兼顾,一句话:“针无两头尖。”
悬架的后期调校,主要就集中在两部分:1.静态定位参数,包括主销内倾、轮胎倾角、轮胎束角、偏置距等。2.弹簧、阻尼等悬架元件的参数的调节。
弹性元件主要就是刚度,但是如果你觉得弹性元件仅仅就是那个大大的螺旋弹簧,那你就太幼稚了,弹簧仅仅是冰山一角。轮胎、横向稳定杆(防倾杆)、悬置(也就是连接主副车架、悬架构件之间的衬套)、乃至半独立悬架的扭力梁……这些都是影响到这一弹性元件的刚度的因素。
再来说说阻尼,阻尼包括高速阻尼和低速阻尼,其中又分为压缩阻尼和回弹阻尼。这是决定滤震能力的一个重要因素。一般来说,高速阻尼的调校对一些诸如高速砂石、瓦砾、减速带等突变的不平路面的影响比较大,低速阻尼的调校对整车入弯、出弯时候的动态变化的影响比较大。这两者是会相互影响的,因为调节阻尼的办法,多数都是通过改变避震器内部的液体的流动特性、调节内部阀门的大小等物理方法,很难做到将这两种阻尼区别对待。
学过振动力学的人都知道,阻尼的调整是要配合弹性元件的刚度一起来的。这也是为什么在悬架调校上“针无两头利”的缘故。像法系车多数都是在开的慢的时候,晃的像大船一样,但是开快了之后反而会感觉会很稳,这就是它们在阻尼调校方面的癖好,这种癖好是跟它们国家的路况以及整体风格取向有关的。
横向稳定杆(防倾杆)
横向稳定杆,是汽车悬挂中的一种辅助弹性元件。它的作用是防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾。目的是防止汽车横向倾翻和改善平顺性。横向稳定杆是用弹簧钢制成的扭杆弹簧,形状呈“U”形,横置在汽车的前端和后端。杆身的中部,用套筒与车架铰接,杆的两端分别固定在左右悬挂上。当车身只作垂直运动时,两侧悬挂变形相同,横向稳定杆不起作用。当车身侧倾时,两侧悬挂跳动不一致,横向稳定杆发生扭转,杆身的弹力成为继续侧倾的阻力,起到横向稳定的作用。

  一般的量产车都会装上防倾杆但大多只限于前轮,目的是用来达成操控与舒适的妥协。防倾杆通常是固定在左右悬挂的下臂,车子在过弯时离心力会作用在车的滚动中心造成车身的侧倾,导致弯内轮和弯外轮的悬挂拉伸和压缩,造成防倾杆的杆伸扭转,利用杆身被扭转产生的反弹力来抑制车身侧倾。这里所说的『侧倾』和我们以前所提的『车身滚动』(Roll)是相同的;所谓『滚动』从车头方向看去就如同把车子架在一根纵向从车头穿过车尾的轴,然后做旋转。当然这种旋转是小幅度的,若旋转的角度太大就会翻车,那就是真的滚动了。
  防倾杆只有在作用时才会使行路性变硬,不像硬的弹簧会全面的使行路性变硬。如果要完全靠弹簧来减少车身的侧倾那可能需要非常硬的弹簧,更要用阻尼系数很高的避震器来抑制弹簧的弹跳,这样一来我们就必须去承受硬的弹簧和避震器所造成诸如行路性、行经不平路面时循迹性不良的后遗症。但是如果配合适当的防倾杆不但可以减少侧倾,更不必牺牲应有的舒适性和循迹性。因此,防倾杆和弹簧的搭配是达成行路性和操控性妥协的最可行方法。
  过弯时弯内轮的悬挂伸长而弯外轮的悬挂被压缩,这时防倾杆就会产生扭转抑制这种情况。它会对弯外轮的悬挂施一个向下压的力量,而对弯内轮的悬挂施一个向上抬起的力量,施予左右悬挂的作用力是大小相等方向相反相互牵制的。太软的防倾杆在独立悬挂的车会造成过弯时过多的外倾角,减少轮胎的接地面积,太硬则是会造成轮胎无法紧贴地面,影响操控性。对弯内轮来说,防倾杆对车轮施的力和弹簧对车轮施的力是方向相反的,弹簧产生的力可把车轮压回地面,而防倾杆却会使它离开地面。假如防倾杆太硬会减少把车轮压回地面的力,如果这种情况发生在驱动轮,可能会使得出弯加油时弯内轮的抓地力变小,造成轮胎的空转。这对拥有大马力却没有LSD的车来说是相当危险的,最理想的状态是把防倾杆所提供的防倾阻力控制在占总防倾阻力的20%~50%之间。假如总防倾阻力太强的话可能会造成过弯时弯内轮的离地,如此会造成100%的重量转移,这种情况通常发生在弯内的非驱动轮。
悬置装置
(1)良好的隔振性能,垂直方向要求较柔软;
(2)较大的侧向刚性,保持支承车身的稳定性;
(3)良好的耐久性。

扭力粱
是通过一个扭力梁来平衡左右车轮的上下跳动,以减小车辆的摇晃,保持车辆的平稳,其工作原理是将非独立悬挂的车轮装在一个扭力梁的两端,如图所示,当一边车轮上下跳动时,会使扭力梁绕俩红线跳动,从而带动另一侧车轮也相应地跳动,减小整个车身的倾斜或摇晃。由于其自身具有一定的扭转刚度,可以起到与横向稳定杆相同的作用,可增加车辆的侧倾刚度,提高车辆的侧倾稳定性
而其实要让扭力梁后悬能更舒适,最基础的做法是将扭力梁远离车轮轴心,离得越远,两个后轮间的相互影响就越小,也就是车身晃动会更小,从而使得车内乘坐就更舒适。

其实能影响扭力梁后悬舒适性表现的还有很多因素,比如减震器的长短、阻尼力度,弹簧的粗细、大小,乃至橡胶衬套的角度、枢轴的布置角度等等。所以同样的扭力梁交给不同的工程师、再加上不同的成本限制,最终的效果是会有很大不同的,把扭力梁做得很牛逼完全是有可能的。
高速阻尼与低速阻尼
高速压缩就是落差大颠簸之类的,低速就是过弯还有踩踏之类。高速阻尼增加就是对高速压缩阻力加大,低速一样。高速应付大的落差和颠簸,低速主要应付过弯的支撑。

二、转向:转向主要能够调节的地方有三个:1.    转向比:
方向盘打多少角度,转向横拉杆就有多少位移,这两者之间的比例关系,但是这个实际上应该是在设计的时候决定的,假如你对转向幅度不满意,想自己调整的话,除非更换转向机;
2、转向梯形的几何设计:
最直接的调整就是转向连杆的长度。这一项可以通过调节转向横拉杆的长度进行后期调整;
3、车轮的定位参数:
对转向有所影响的主要在于主销内倾、前轮前束等。
三、制动:
制动的调校主要是基于整车的轴荷分配来进行的,所以一般来说,如果整车质量或者前后轴的重量分配比例发生了变化,这部分就要跟着调校了。但是刹车的调节方面相较于前面的悬架、转向来说,理论上更简单一些,包括下面几个部分:
1.制动力:通过修改制动踏板、调节刹车皮软硬以及刹车卡钳的制动力度来调节制动力;
2.制动力前后分配:通过修改制动轮缸等部位的设计,调节制动力前后比例分配,有的车型的制动轮缸的杠杆比是可以调节的;
3.制动的热衰退性能:除了使用更好更耐艹的刹车材质之外,还有一个有力的手段就是改善制动系统的散热,譬如通过修改轮辋形状、刹车碟上设计通风槽和通风孔、增加特殊的通风管道、通过修改空力套件调整车轮边的气动特性等手段来实现。
F1针对散热所设计的刹车通风口

底盘调校除去主要的悬架、转向、刹车三大件以外,还涉及到一个很重要的部分,就是传动系统。因为很多性能车,都装有左右轮间的限滑差速器,甚至诸如三菱EVO、斯巴鲁STI这样的四驱性能车还有轴间差速器,差速器之间的锁止比例,不但决定了前后动力的分配,而且还通过动力的响应,影响了过弯时车身的动态,所以也是关于传动系统中限滑差速器的部分,也是底盘调校的重要一环。
最后要说的是,底盘调校并不是单独说“哪里不行改哪里”的一个简单过程,而是一个“牵一发而动全身”,环环相扣的过程。这里说的这么多,仅仅是一些细节的调节理论和方法。而真正的底盘调校,对于量产车来说,是一个庞大冗杂的工程,包括了无数次的动态仿真、无数次的振动台架试验,更多的是数不清的里程的多路况实测,甚至大量的赛道试验。每一个参数的背后,都是日积月累的大数据和大量问题反馈得出的结果。

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