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| 汽車彈簧的工作原理及改裝 |
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| 懸掛系統的彈簧以圈狀彈簧常用，原因是容易制作、性能效率高、價格低。彈簧在物理學上的定義是儲存能量，當施一固定的力于彈簧，它會產生變形，當移開施力則彈簧會有恢復原狀的趨勢，但彈簧在回彈時震蕩的幅度往往會超過它原來的長度，直到有磨擦阻力的出現才會減緩彈簧回彈后造成的自由震蕩，這減緩彈簧自由震蕩的工作通常是避震器的任務。 一般的彈簧是所謂的線性彈簧，也是彈簧受力時它的壓縮變形量是遵循物理學上的虎克定律。舉例來說有一線性彈簧受力40Kg時會造成1cm的壓縮，之后每增加40Kg的施力1cm一定會增加的壓縮量。事實上懸掛的彈簧還有其他的壓力存在，即使彈簧完全伸展時彈簧仍會受到壓力以便讓彈簧本身固定在車上。在傳統彈簧、吸震筒式的懸掛設計上，彈簧扮演支持車身以及吸收不平路面和其它施力對輪胎所造成的沖擊，而這里所謂的其它施力包含了加速、減速、剎車、轉彎等所對彈簧造成的施力。更重要的是在震動的消除過程中要保持輪胎與路面的持續接觸，維持車子的循跡性。而改善這輪胎與路面的接觸是改善操控性的首要考慮。彈簧的主要功能是維持車子的舒適性和保持輪胎完全與地面接觸，用錯了彈簧會造成行車品質和操控性都有負面的影響。試想如果彈簧是完全僵硬的，那懸掛系統也發揮不了作用。遇到不平的路面時車子跳起，輪胎也會完全離開地面，若這種情況發生在加速、剎車或轉彎時，車子將會失去循跡性。如果彈簧很軟，則很容易出現坐底的情況，也是將懸掛的行程用盡。假如在過彎時發生坐底情況則可視為彈簧的彈力系數變成無限大(已無壓縮的空間)，車身會產生立即的重量轉移，造成循跡性的喪失。如果這部車有著很長的避震行程，那么或許可以避免坐底的情況發生，但相對的車身也會變得很高，而很高的車身意味著很高的車身重心，車身重心的高低對操控表現有決定性的影響，所以太軟的避震器會導致操控上的障礙。假如路面是的平坦，那不需要彈簧和懸掛系統了。如果路面的崎嶇度較大那需要比較軟的彈簧才能確保輪胎與路面接觸，同時彈簧的行程也必須增加。 彈簧的硬度選擇是要由路面的崎嶇程度來決定，越崎嶇要越軟的彈簧，但要多軟則是個關鍵的問題，通常這需要經驗的累積。一般說來軟的彈簧可以提供較佳的舒適性以及行經較崎嶇的路面時可保持比較好的循跡性。但是在行經一般路面時卻會造成懸掛系統較大的上下擺動，影響操控。而韻脘備有良好空氣動力學組件的車，軟的彈簧在速度提高時會造成車高的變化，造成低速和高速時不同的操控特性。 1.彈簧的改裝 彈簧的改裝主要是要改善操控性，也是要改用較硬的彈簧或是較短的彈簧。彈簧控制了很多有關操控的因素，彈簧的改變會造成很復雜的操控特性改變。以硬度的增加來說，可提高懸掛的滾動抑制能力，減少過彎時車身的滾動。而車高的降低則可同時降低車身的重心，減少過彎時車身重量的轉移，提高穩定性。而車高的降低也可兼顧美觀的效果。 2.漸進式彈簧 彈簧兩個主要的功用：一是作為懸掛系統或底盤與地面的緩沖，也是維持舒適性，二是使車子在行經不平路面時保持輪胎的貼地性。要達成這兩個相沖突的目標需要有不同的彈力系數。保持輪胎的貼地性對操控有決定性的影響需要硬的彈簧設定，來保持貼地性。在遇到越顛簸的路面需要越軟的彈簧設定。要同時達成這兩個目的，使用具有復合彈力系數的非線性彈簧，也是一般所謂的漸進式彈簧，是可行的方法。 漸進式彈簧能隨著彈簧的壓縮而增加彈力系數，在設計和制造上都有相當的困難度。行經顛簸路面時，彈力系數會增加維持車身穩定。而初的彈力系數較軟則用來提高行經顛簸路面時輪胎貼地性。漸漸變硬的彈簧可避免懸掛或彈簧出現坐底的情況。這能容許使用高度比原來低的彈簧，用以降低車身重心，并且在行經顛簸路面時維持低而且短懸掛行程，不致發生坐底的情況。要達成漸進式彈簧是要作出彈力系數會隨這著受壓縮而產生變化的非線性彈簧，因此目前的漸進是彈簧大多為采用不等螺距彈簧或圈徑變化彈簧。不等螺距彈簧受壓縮時會產生局部線間接觸，以使有效圈數發生變化，進而造成彈力系數K的變化。經由彈簧上下圈徑的變化則是改變彈力系數的直接方法。(圖/文http://www.yaohua-power.com/) |
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