谨慎!车辆高度改装的影响和建议

2017/05/18774℃

“一降遮百丑,百改低为先”,改装避震的时候把车高降低看似是好处多多的,然而真的是这样吗?

码字强迫症文笔不好,尽量简单写一点东西。为了防止误会,标题特地没有用我为什么不推荐一般人改避震。

车辆高度(Ride Height)对于无论赛车还是民用车都是非常重要的一个参数,原厂民用车因为通过性的考虑大多会比较高,国内市场某些车又尤为如此,这无论对外观还是车辆的操控都的确都是多少有影响的,所以有些人买车必改避震,首要目的就是降低高度,而且非常纠结于能改多低,常以0指甚至负指为豪,然而车子真的是越低越好吗?

为了解释的通顺一点先引入一下侧倾中心(Roll Center,以下简称RC)这个不非常被提及的概念。简单说就是车辆在侧倾的时候会绕着这个点旋转,是个虚拟出来的点,而重心(CG)和RC之间的距离就相当于侧倾力矩的力臂,越长同条件下车辆侧倾就越多。常见两种悬挂,麦弗逊和双叉臂的RC判断方式见下图。

一些优化过的麦弗逊和复杂的多连杆其实已经比较难简单判断出准确的RC位置,不过用上面的方法可以看个大概。切回正题,从理论开始说。

首先降低高度势必是有好处的,主要有这么几点:

  1. 首先显而易见的是降低了重心,这样会减少车辆载荷转移,增加车辆稳态抓地力,也减少侧倾。
  2. 车高的下降绝大部分情况下也是改善空气动力学的,可以减少阻力,增加下压,前移下压中心。当然对于绝大部分没有整块平底板的街车,这点改善是微乎其微的。
  3. 适当降低的确会提高车辆的颜值。

但是凡事有利必有弊,简单说下高度降太多的几个缺点:

  1. 通过性降低。
  2. RC降低改变甚至破坏原厂平衡。首先RC的高度变化肯定是大于重心变化,也就是说降低车高的同时RC会比重心降的更多,所以如上所说,因为侧倾力矩的力臂更长了,这是不利于控制侧倾的,当然整体侧倾肯定还是减小,只是不会变化那么多。另外当车辆降低到一定程度,RC会低至地面以下,这个在赛车设计中被很多人当作高压线一般,是不被允许的。RC到地面以下,可能导致的后果包括RC在车轮跳动的过程中侧向运动幅度变大;车辆瞬态载荷转移增加;车辆有Anti-Lift效果导致计划外的重心变化和车高变化,影响通过性和平衡,增加轮胎磨损等等。总的来说就是可能导致车辆的抓地缺失,和动态的飘忽不定。
  3. 对于双叉臂多连杆这些悬挂形式因为Camber Gain的原因越低负外倾角(Negative Camber)越大,而民用大多是通过偏心螺丝调整的,范围有限,调不回来多少,所以降太多势必会增加胎耗,以及前后的机械抓地平衡。
  4. 悬挂摆臂,转向拉杆,半轴,防倾杆等的安装角度会大幅变化,可能导致这些部件上的万向节长期处于一个非理想的工作角度,另外如果安装的地方不怎么专业,会让某些车上的摆臂衬套在车辆静止的时候就一直有预载。后果就是这些部件的寿命缩短,提前出现间隙,异响和松动等。
  5. 前后轴高度是非常影响车辆操控平衡的一个参数,对于方程式赛车可能2毫米的差距就能有完全不同的风格,所以降完的高度如果不理想会破坏原厂的抓地平衡导致车辆更加转向不足或者过度。
  6. 空气动力学方面,如果太低贴到地面,反而容易突然丧失下压力。

下面先劈个叉大致聊一下场地赛车都是怎么调车高的。

基本上正经的专业场地赛车不会出现降车高缺点的第3条,也很少有第4条的情况,甚至第2条也不多见,因为赛道相对比较平,路况比较单一,所以从设计和制造之初大部分赛车就是为了以很低的车高去行驶的。所以这里也提醒一下用民用车改装的赛车,要注意一下以上几点,具体怎么做,我后面会提及。

那岂不是只剩通过性了。也不然。

大方向来说,是应该把车调的越低越好,但是如果太低导致车辆严重和频繁托底,坏处也是显而易见的:车辆损坏,行驶阻力大幅增加,下压力突然缺失。在调方程式为首的大下压力赛车的时候要注意,因为速度越快下压越大,车辆的实际高度在大直道末端其实是比静止的时候低不少的,不能只考虑静态高度,有经验工程师还会利用这一点进一步减少风阻,各别没经验的工程师调完出车回来可能就要更换昂贵的碳纤维底板了,哈哈。

但是场地赛车的种类其实是很多的,初级方程式,房车,GT,原型车,高级方程式,其实在做车辆调校的时候侧重点和方式都是不同的。

有些下压不大的赛车在托底高度前,某些赛道上避震就会经常压缩到底,触碰Bump Stop,就是缓冲胶,一个重要的作用是防止避震到底硬碰硬立马坏掉。碰到Bump Stop相当于车辆的轮上刚度就会突然脱离线性区,影响机械抓地和平衡稳定,这时候就要把车抬高一点。

然而大下压的车因为对车高非常敏感,又非常需要特别低的车高,又反而要使用Bump Stop防止托底。但这种赛车的Bump Stop作用就不止是防止硬碰硬了,而是可以看作一个非线性的更硬的弹簧,所以好车队会准备多至几十种刚度特性的Bump Stop去针对不同赛道优化底盘调校。

有些比赛比如GT3和GTE为了平衡不同品牌的性能差距(BOP),规则会限制前后轴的最低高度,这时候基本大家都会把前轴调最低(个别车型可能除外,比如Z4往往可以调很低,不过我没接触过,不断言),用后轴的高度调整车辆平衡。 

总的来说,在赛车调校的时候,需要通过对数据和车手反馈的分析,配合其他参数和规则,去设定一个理想的车身高度。

码字强迫症果然劈叉劈远了,说回民用车改装。

民用车改装降车高通常有三种方式,其中主要是前两种,分别是:

  1. 换短弹簧;
  2. 换后市场搅牙避震;
  3. 换原厂高性能避震;

先说短弹簧,我听说有大V整天推荐大家改短弹簧。但是其实短弹簧绝大部分情况下是不靠谱的。不是很想啰嗦,不过还是解释一下。弹簧和避震这两个东西,是需要协同工作的,如果弹簧太硬避震太软,会导致车辆非常欠阻尼,后果就是在快速过弯或者大的颠簸的时候避震无法吸收弹簧的能量,车辆会多很多多余的跳动和晃动,除了主观感受差,也实实在在的影响抓地。短弹簧通常是渐进簧,为了避免车辆降低后避震经常压缩到低,后段都是比较硬的,所以原厂避震是不足以配合的,使用久了还可能不堪重负漏油。

而且实际上民用车Bump Stop本身也是作为弹簧的一部分去使用的,长度比赛车长很多,所以换了短簧更容易在车轮运动的时候触碰到,也就是硬上加硬。所以很多人号称什么短簧降低车身提升操控还不影响舒适性,肯定是不可能的,只是渐进簧如果在前半段行程如果刚度和原厂接近,那在一小部分工况确实是可能降低高度又不影响舒适。另外有些短簧会降低非常多的高度,这也就同时带来了上面所说的12345号问题。

再说搅牙避震,因为这篇文章主要谈论车辆高度,所以这里先不讨论不同后市场避震性能和软硬之类的区别和优劣,何况市面上品牌那么多,我比较业余,本来也不懂。

搅牙避震相比短弹簧来说有几点好处,首先是高度可调,这样可以一定程度上避免降太多的负面影响(虽说很多人好像是调的比短弹簧更低)。另一个是可能避免了弹簧避震匹配不搭边的情况,至于为什么用可能,大家自行理解。

但是可调性势必又是双刃剑,高度和阻尼可调的避震,车子在不同场合可以有不同风格的调校,比如代步为主可以调高一点舒服一点,跑赛道日的时候又可以调低调硬,提升赛道性能。

但是如上所说,一个理想的高度不是那么容易就可以调,除了上述问题,我见过有些车原厂高度是前低后高,调完成了前高后低,或者反过来的也有。此外还是要提醒一下车主们,阻尼这东西调起来不是简单的数格子,调好了事半功倍,怕就怕不懂装懂的砖家灵感劈叉给调歪了就科科了。

还有就是因为反正可以调,而大部分客户一开始也只看的到高度这个最直观结果,很多厂家为了节约成本,在风格完全不同的车上其实卖的都是同一套产品,不管理想不理想,总归能调到差不多的高度,不是每台车都那么良心的做了设计和测试的。反而原厂车是严谨很多的,哪怕是同款车,不同发动机和配置的重量不同,都可能都要做好几套弹簧避震的匹配和大量测试验证和优化。

上图这车改的某避震,很明显就不是专门给这台车设计的,车刚落地没坐人就压紧了几圈,白浪费行程。不知道是产品本身就这样呢,还是商家没装对型号。

搅牙还有个问题,就是我所知的不少国内改装店调整的时候测量手段和工具都是非常不到位的。先不说装完以后的四轮定位,光安装本身,在改装完避震调校的时候,首先车子必须在一个完全水平的平面上,装完要注意摆臂衬套在静止位置有没有预载,安装全程需要特殊工具和严格按照扭矩紧固和记号。除了前面几点基础的注意点,对高度和角重量的测量也是非常重要。还不说什么高度是正确的,用多精确的尺去量,有些店恐怕高度是用手指来量的吧。

再单独说一下角重量的测量,这个概念在赛车里是非常常见的,但是国内有角重量测量的改装店似乎还是比较少,但其实这套东西也不算很贵,不是多牛逼的平台才买得起。搅牙避震在高度调整完后,赛车必须对四轮的静态载荷分配做一个微调,简单的理解就是把车四轮放在四个称上,称一下每个轮上有多重。大部分情况下(Oval比赛除外),左右的重量是应该调到接近,不然非常容易导致车辆过左弯和右弯平衡完全不同,以及重刹非常容易抱死单边轮胎。这个重量,尤其是比较轻的赛车,对高度非常非常的敏感,可能一根避震高度差几毫米,前后左右重量就天差地别,而且每次重量平衡的避震高度可能还是不一样的,所以单纯测高度肯定没法确保角重量的完美。当然,街车对这个重量的确没赛车那么敏感,一是毕竟大部分时间不是激烈驾驶,二是毕竟加个油坐个人都能影响不少重量分布,如果高度调的好,角重量不调可能也完全开不出区别,但是对于理想化的调校而言,还是最好能上一下称。

还有就是上面说到的原厂的高性能避震升级,这个我了解了下,有这个选择的品牌和车型貌似不多,不过如果有的话,确实是个好的选择。原厂的避震在设计的时候都是针对车型专用的,如果不可调,性价比可以说低了点,但也算是省心了,至少不大会错。

某品牌某车型的原厂高性能避震,可以看摆臂和转向拉杆的角度

所以上面还算完整的陈述了改装后高度改变的利弊,总的来说是非常显然的,车子势必不是改的越低就越牛逼越快。

首先,改装的时候至少要选对地方,不要单纯贪便宜去一些人工和配件价格特低的地方,实在得不偿失,也不要去一些不懂装懂到处装逼还特贵的地方。

至于降多少才是最好,这个是没有简单定论的,何况不同车主的目标和需求不同,但是可以参考我上面说的自己做一个定夺。如果实在想多降一点还尽量减少负面影响,市面上应该有摆臂改装方案是可以修正RC位置和外倾角,也可以做转接支架之类的东西可以改善转向拉杆角度,有可调防倾杆拉杆改善防倾杆角度,但是半轴这个恐怕是没有一个低成本的解决方案,但也不会立马就坏,只要自己知道得失怎么权衡就好。

当然最后要提一下,我这里只是对于一些目标不明确的车主,给一些基础科普和建议。当然我也不是说车改特低了就是错了。举个例子,有人改纯粹是为了外观和姿态,好比HF这种风格,那改的低到过井盖都卡住也是无可厚非的,毕竟有特殊目标。何况车是车主自己的,想怎么改怎么造怎么毁都是车主的自由,没人有权干涉。不过马路上请不要卡在我前面挡路。

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