享受调音的动态感性工程导论§10


享受悬架“骑行”的基本调校配方。

这一次,我想考虑一下悬架的具体规格。通常说汽车工程学的重点是“乘坐舒适性”和“机动性”之间的平衡,但如果在感性工程学中表达同样的东西,那就是创造“乘坐品味”。..这并不意味着作为汽车的性能好坏,而是试图从骑手的感性角度创造一种似乎美味的“味道”。作为配方目标的主要成分是车辆高度(行程)、弹簧刚度和阻尼器阻尼力。如果你改变它们的烹饪方式,乘坐质量会如何变化?这就是这次的主题。首先,像往常一样,我们将从通用汽车工程开始,但是如果您不了解基础知识,则不适用于调校,因此请保持联系。

XNUMX. XNUMX.设置车高的条件是什么?

对于量产车辆,考虑到乘坐质量和链条安装,车高有很大的余量。然而,在现代道路环境中,我认为这个百分比通常是多余的。造型越低越冷,重心越低对机动性有效。因此,车辆高度越低越好。有一些条件,但如果降低车辆高度,侧倾力矩会减小,侧倾量也会减少。如果减少侧倾量,则转弯时汽车的稳定性会增加,行驶平稳。反之,如果提高车高,侧倾力矩会增加,侧倾量会增加,驾驶员的焦虑感会增加,骑行会感觉马虎和缓慢。这同样适用于俯仰方向。因此,如果实用性允许,车辆高度应尽可能低。

B360卡车

但是,如果降低车高,则轮胎和悬架臂的行程(可以上下移动的距离)不能充分获得,并且更容易接触车身。鉴于路面崎岖不平,高速过弯,这样的情况是绝对不能接受的。因此,将车辆高度设置得较低的限制或条件就出现了。就是限制了小臂能短时间移动的距离……也就是弹簧需要相应加强。那么,相应的阻尼器的规格也会发生变化。个别设定的变化将在后面叙述,但车高的变化会影响整个悬架的规格,并会进一步改变其乘坐质量。因此,我认为设置车高应该作为车辆基本设计的一部分。在调整量产车辆时,正确考虑这些关系非常重要。过度降低会导致行程不足,并有可能降低乘坐舒适性和机动性。尤其是当车高下降-40mm以上时,压缩侧的行程很难确保,所以除非使用非常硬的弹簧,否则可能会导致缓冲器的收缩很大,这是最后的安全装置。嗯。我听说有一种方法可以切断缓冲器以确保行程,但它可能是不可能的。阻尼器内的活塞也有可能触底。前面说过“车的高度要尽量低”,但在量产车的调校上,除非是对整体进行特别重新设计,否则就是“从量产车的安全方面考虑”。原则上应在余量范围内进行。


XNUMX. XNUMX.决定弹簧刚度的因素有哪些?

弹簧的基本工作是将静态弹簧上的体重(1G)保持在目标车辆高度。最重要的是吸收路面的振动,乘坐舒适性,行驶状态下俯仰方向的运动,即制动时的颠簸,加速时的下蹲以及左侧汽车的行驶质量和右卷,是起关键作用的部分。它的性能是由将弹簧收缩1毫米所需的力,即弹簧刚度(弹簧常数)来决定的,一般用硬度来表示。
在设计时,作为汽车工程的常识,弹簧刚度是在最大负载增加90G的前提下计算的。在最坏的情况下,可能有这么多的输入。例如,如果悬架臂在缓冲器一侧的行程为 XNUMXmm,则弹簧和缓冲器的作用力将阻止它进一步移动。缓冲器是由橡胶或树脂制成的弹性体,它是通过在末端变成完全刚性体来调节行程的部件,同时即使在弹簧无法处理它的情况下也保留最小的弹性。理想情况下,从弹簧区域移动到塞子负责区域时,硬度应该几乎没有变化。

* 点击打开放大图。凹凸胶的作用

所以,这是一个具体的计算。 一轮载荷250G(一轮弹簧载荷为1250kg时为0.5kg)是紧急设置,所以粗略地说,4.5G是弹簧,306G是缓冲器。例如,如果一个车轮上的负载为 90 kg,并且在 60 mm 的颠簸行程中,直到弹簧撞击止动器的行程为 XNUMX mm,则所需的弹簧刚度可计算如下。

弹簧承受的载荷为
“306kg x 0.5G = 153kg x 9.8m / s2 = 1450 (N)”
所以如果你用 1450N 除以 60mm 的行程
它将是“1450 ÷ 60 = 24.2 (N / mm)”。
N = 牛顿:通过将作为重量单位的 kg 乘以重力加速度 G 转换的力单位。

在实际调整弹簧刚度时,只要大于或等于上述计算得到的值,基本没有问题。为了驾驶员的感受力,喜欢硬骑的就让它变硬,反之则让它变软。以跑车为例,量产规格的前轮弹簧刚度为34.2N/mm,但如果再增加11%至38N/mm,基本性格变化不大,但运动感十足。增加,骑行会更难。再者,当提升到108N/mm(量产的316%)时,可以感受到相当的硬挺感,骑起来就像没有侧倾一样。
但是,如果在没有行程的情况下使用刚性弹簧,由于缺乏弹性弹簧特性,行驶质量会很差,并且会发生突然的负载转移,这也容易损害转向稳定性。在崎岖不平的道路上行驶可能很危险,因为您的汽车可能会跳动。因此,有必要在整体设计中采取适当的措施,例如如何采取冲程和阻尼器的组合。我认为应该严格避免使用极高的弹簧刚度进行调整。作为调校的指导方针,它是一个考虑转向稳定性和乘坐质量之间平衡的值,即可以实现所需“乘坐味道”的硬度,但很难猜测,所以在调音器中仔细考虑目录等。请在安装后检查图像。


3. XNUMX.决定减振器阻尼力的因素是什么?

在确定弹簧刚度的同时,还必须确定阻尼器的阻尼力。当弹簧开始振动时,它具有持续以恒定频率振动的特性,除非施加外力。因此,如果车身开始晃动,它会无限地继续振动。阻尼器的作用是适当地收敛这种振动。粘性油通过阻尼活塞孔口时产生的阻力将弹簧的动能转化为热能,然后冷却并释放到大气中。简而言之,阻尼器减慢了弹簧的运动,因此该效果不仅可以用于抑制振动,还可以用于控制滚动和俯仰的速度。关注这两点,可以看出减振器的特性对汽车的乘坐品质有很大的影响。下图为阻尼器的性能曲线。纵轴为阻尼力N(牛顿),横轴为活塞速度(m/sec)。

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这么看的话,阻尼器的特性就一眼就看出来了,但是应该如何设置这个阻尼力值,才能创造出每辆车的乘坐品质呢?由于重量、弹簧、使用目的不同,单纯比较阻尼力的数值是没有意义的。
所以,首先,它是基础汽车工程。众所周知,一旦确定了弹簧上的质量和弹簧刚度,理论上就确定了阻尼器的活塞速度为 1 m/sec 时车辆的临界阻尼力。以下是计算公式。

临界阻尼力
k = 弹簧刚度总和 m = 弹簧质量

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将此临界阻尼力视为决定是否振动的临界值(最后一分钟值)。如果设置了这个阻尼力,可以在最短的时间内收敛振动,但是车子的乘坐质量会很硬很硬,根本无法使用。因此,在实际设计中,一个准则是阻尼力应低于该临界值多少(阻尼比)。

从这里开始,有点混乱。由于阻尼器的阻尼力除了极低速范围外几乎与活塞速度成正比,因此可以认为阻尼力=C(比例常数)×V(活塞速度)。

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这个比例常数称为阻尼系数。将上述临界阻尼力应用于该方程揭示了以下关系。
临界衰减系数
也就是说,虽然单位不同,但临界阻尼力=临界阻尼系数。
因此,汽车的临界阻尼力可以用图中虚线的直线表示。该值与实际阻尼器阻尼力(图中实线)的比值就是阻尼比。一旦得到这个,就可以比较汽车减震器硬度的情感数据,而不是简单地比较阻尼力的绝对值。想象一下右图中的关系。

接下来,让我们以具有以下规格的跑车为例。为了简化计算,我这里只对前轮做了一个试算。

  ・前轮弹簧重量 = 6017 (N)
  ・ Fr 弹簧刚度 = 34.2 (N / mm) 
  ・ Fr 回弹阻尼力 = 1630 (N)
  ・ Fr 压缩阻尼力 = 1330 (N) 
  ※阻尼力 = 0.3m / sec 

首先是临界阻尼力的计算。
  临界阻尼力
   ※弹簧刚度从 / mm 单位转换为 / m 以对齐单位系统。

接下来,计算阻尼器在 0.3 m/sec 处的临界阻尼力。这是一个简单的比例计算。

   0.3 m/sec 时的临界阻尼力 = 40574 x 0.3 = 12172

接下来是计算阻尼器在 0.3 m/sec 时的阻尼力。
既然是左右两个轮子之和,那么就将回弹侧和压缩侧的总和乘以2。

   0.3m/sec 处的阻尼力 = (1630 + 1330) x 2 = 5920

因此,衰减比 = 5920 ÷ 12172 = 0.49 = 49%。

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那么,我们应该如何评估这个 49% 的衰减率(在 0.3 m / sec 时)?顺便说一句,据说40%左右对乘用车来说是好的,但这款车因其操控性能而被称为上轨感。乘坐非常犀利,完全不同于阻尼比在30%左右的家用车的蓬松乘坐。我认为这是理想行驶质量和阻尼比之间关系的一个很好的例子。
通过对每个活塞速度重复上述计算,可以看出阻尼器阻尼比的变化。右图是一个例子。到目前为止,我认为阻尼器的个性差异将变得越来越明显。

对于量产车的调校,可能没有详细的规格,但可能会公布减震器性能,所以如果您有兴趣,请进行试算。这应该是了解乘坐质量变化程度的线索。


XNUMX.阻尼特性设置,如伸缩侧、低速范围/高速范围等。

在推导出一个粗略的阻尼力值后,下一步是用不同的阻尼力对回弹(伸展侧)和压缩(收缩侧)进行调整。这是因为需要抑制由压缩引起的“上推”和“刺耳”的影响。因此,总阻尼力值不变,收缩侧软,膨胀侧硬。例如,活塞速度为 0.1 m/sec 时的总阻尼力为 1500 N,即伸出侧为 500 N,收缩侧为 XNUMX N。之所以总和不变,是为了保持伸缩幅度的能量吸收。如果只抑制收缩侧的阻尼力以避免乘坐舒适性和上推的感觉,阻尼力的绝对值会降低,阻尼比也会降低,滚动时的总能量吸收量并且投球也会减少。它会结束。

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另一个重要的调整是由于活塞速度引起的特性变化。转弯和 S 形转弯的初始响应的关键点是 0.1 m/sec 或更小的低速范围内的阻尼力。因此,如果减振器性能图的0~0.1m/sec范围内的阻尼力突然增大,则对转向的初期响应性有良好的效果。当转向开启时,阻尼器的阻尼力在横滚初始阶段与jiwa一起工作,对输入的转向角变成线性反作用力,偏航和横滚连接良好。
灵敏度评估在活塞速度高的区域很重要。活塞速度0.3~0.6m/sec的范围是日常生活中不经常使用的活塞速度,例如掉进洞里时,但这个评价证实了俯卧撑感和能量吸收的特性。判断的重点是向上推的感觉被抑制了多少。
在调整量产车时,很难单独评估阻尼器,但在活塞速度高的区域,我认为最好不要使阻尼器不必要地变硬。尤其是当弹簧刚度过大时,应将其软化,以免阻尼比过低。通过降低阻尼器的阻尼力来纠正由于弹簧刚度增加而导致的推高感的调整也值得作为具有高侧倾刚度的坚实骑行的味道,具体取决于整体平衡。
在为量产车更换减振器时,重要的是要通过添加如此精细的调味料和咸味来检查每个调谐器的概念,而不仅仅是阻尼力的大小。


XNUMX.如果我要为自己调整悬架

汽车制造商会仔细确定跑车的规格,以免影响全球不同用户的可用性。这就是为什么汽车爱好者需要一种方法来调整自己的喜好。我开发的马自达跑车在售后市场有很多选择。然而,他们中的一些人,作为开发人员,让你想生气也是事实。选择哪一个由您自己的目的和钱包讨论,但如果您问开发人员,我希望您享受充分利用基础车辆 DNA 的调整。

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如果在街道中心,弹簧应保持在标准规格的110-130%,通过增加弹簧刚度将阻尼力降低到85%左右,阻尼力应为115%回弹侧+α 将衰减率设置为50%左右,以上总和不低于标准规格。此外,考虑到通过降低重心提高机动性和实用性,我们认为最佳车高在-15mm左右。当然,一些调整留给个人所有者的选择。

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实际上,前几天我有机会用实际车辆评估这些规格。我尝试对马自达跑车进行街道调校,包括我自己开发的那些(通常每天使用,但偶尔调校以享受在高速公路上巡航的乐趣)。
在Auto Exe的合作下,制作了几款接近上述规格的悬架原型并带入了测试课程,并通过整整两天的重复测试设置了高度可调的悬架套件。以生涩的方式滚动,并且可以在保持微弱转向不足的同时进行牢固而稳定的转弯。可以直线地感觉到转向和偏航的产生,有一种坚定的感觉,乘坐质量一直保持到最后,我认为这是一个没有向上推的感觉的设置,让腹部有刺痛感.

此外,我认为汽车的运动能够加深动态感和人与马之间的团结感,其骑行满足了想要更积极地享受驾驶的人们的期望。据说近期会作为Auto Exe的新品亮相,希望大家能体验一下“骑”。