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汽车平衡杆的基础知识储备

2022-05-16 08:01    艾森ECU升级(北京运营中心)


       对于车辆操控上来说,独立式悬吊系统相较于非独立系统拥有相当多的优势,因为当车辆行驶时每一侧悬吊系统都是独立作动,独立式悬吊系统操控性虽然相当灵活,但车辆在过弯时只有一侧的悬吊系统受力,而非像拖曳臂式悬吊系统是由左右两侧共同受力,如此一来所谓「侧倾」的状况就会发生。在极限的操驾之下适度的侧倾能够减少转向过度的状况,但过多的侧倾反而会造成严重的转向不足。
防倾杆的用途在于减少车辆过弯时的侧倾角度,虽然提高避震器阻尼与硬度也能达到同样效果,但防倾杆在直线时是不会增加车辆弹跳性,只要适度加粗对于街车行驶比较舒适。
而独立悬吊系统为了解决侧倾过大的问题,因此有了「防倾杆」的设计出现。所谓「防倾杆」顾名思义就是防止车辆侧倾的机件,长的就像ㄇ字型的铁棒,连接在左右两侧的底盘支臂或是避震器筒身上,防倾杆本身的材质与避震器弹簧或是扭力杆相同,具有一定的弹性,主要的功用就是在单边悬吊系统作动时,带动另一侧的悬吊系统同时受力,借此来提高单边悬吊的承受力来减少侧倾的程度。除了拖曳臂悬吊系统因结构上的设计以左右两侧共同吸收来自路面的作用力,而无需使用防倾杆机构之外,几乎所有市售车上的独立悬吊系统都有防倾杆的设计,用来辅助/抑制侧倾的程度,因此这项底盘机构可说是相当重要的一环。

 


细说防倾杆的作用

防倾杆是抑制车体在转弯时产生侧倾的重要部件,防倾杆的两头与悬挂摇壁向连,当车体发生侧倾时防倾杆会顺势产生扭动,同时产生相反方向的回馈力使车体的侧倾得到控制,因此防倾杆实际上就是一根轴向扭动的杆状弹簧。 防倾杆又称为横向稳定杆。在很多人的眼里,防倾杆只是一根不起眼的铁杆,其实它对汽车的操控性有不小的影响。一般的量产车都会装上防倾杆,目的是用来达成操控与舒适的妥协。防倾杆通常固定在左右悬架的下臂。汽车过弯时由于离心力作用而造成车身的侧倾,导致弯内轮和弯外轮的悬架位伸和压缩,使防倾杆的杆身扭转,防倾杆就是利用杆身被扭转而产生的反弹力来抑制车身的侧倾的。
  悬挂系统的正常工作除了需要有好的弹簧和减震器以外还需要好的防倾杆辅助才行,因为弹簧和减震器只负责控制一只车轮,而前、后防倾杆却负责协调整个悬挂系统。所以防倾杆虽然从外观上看只是两条钢梁,但其作用却不容小视。高性能防倾杆就是为了配合减震器、弹簧应运而生的,一般高性能防倾杆都是经过冷锻的弹力合金钢线材弯制而成,还需要经过特殊的硬化处理。为了获得更稳定的控制车体侧倾能力,高性能防倾杆直径会大于原厂一定水平,可按不同的直径配合不同设计特性的减震器及弹簧,以获得完美的悬挂系统性能表现。 如果汽车左右轮分别通过不同路面凸起或坑洞时,也就是左右两轮的水平高度不相同时,会使防倾杆扭转而产生防倾阻力抑制车身侧倾。也就是说当左右两边的悬架上下同小动作时防倾杆就不会发生作用,只有在左右两边悬架因为路面起伏或转向过弯造成的不同步动作时防倾杆才产生作用。防倾杆只有在起作用时才会使悬架变硬,不像硬的弹簧会全面的使悬架变硬。
 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减振器来抑制弹簧的弹跳,这样我们就必须要承受很硬的弹簧和减振器所造成的诸如行驶舒适性变差、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,更不必牺牲就在的舒适性和循迹性。因此,防倾杆和弹簧的合理搭配是达到行驶舒适性的操劳过度控性“双赢”的可行方法。 所以,防倾杆和弹簧所提供的防倾阻力是相辅相成的,而且防倾阻力是成对发生的,也就是说车头的防倾阻力是和车尾防倾阻力伴随发生,但是由于车身配重比例以及其他外力的作用会使得前后的防倾阻力并不平衡,这样便会直接影响车身重量的转移和操控的平衡。

 


 

  假如后轮的防倾阻力太大会造成转向的过度,反之如果前轮的防倾阻力太大会造成转向不足。为了改善操控,不仅可利用防倾杆来抵制车身侧倾,还可以用来控制车身倾阻力的前后分配比例。防倾杆的功能就是保持车身的良好平衡和限制过弯时的车身侧倾以改善轮胎的贴地性。过弯时内轮的悬架伸长而弯外轮的悬架被压缩,这时防倾杆就会产生扭转而抵制这种情况的发生程度。它会对弯外轮的悬架施一个向下的压的力量,而对弯内轮的悬架施一个抬起的力量,实现车身的的控制。 一些比较全面的产品还会配有以高强度轴承连接的可调节车轮束角调节器,可对前后悬挂组件进行独立的调节,使悬挂系统能够得到更细致的调节,以满足不同驾驶者对驾驶风格的不同需要。 防倾杆的软硬度是由制作的材质、杆身、杆径、杆臂的长度以及杆臂与杆身所成的角度决定的。杆身越长防倾杆就越软,但杆臂和杆臂的长度却是容易调整的。一般来说防倾杆的材质大同小异,所以要改变防倾杆的软硬度都是通过改变杆径来实现。 另外,根据杠杆原理,改变悬架与防倾杆臂的连接点就可改变杆臂的力矩,可调式防倾杆就是从这里着手的。

防倾杆的改装
    防倾杆的硬度是由制作的材质、杆身、杆径、杆臂的长度以及和杆身所成的角度所决定。杆身的长度越长则硬度越软,反之杆臂的长度越长却会增加其硬度。受限于车宽所以杆身的长度几乎不太能改变,但杆径和杆臂的长度却是比较容易调整。一般来说防倾杆的材质都大同小异,所以要改变防倾杆的硬度都是由改变杆径来达成。此外由于杠杆原理的作用,改变悬吊臂与防倾杆臂的的连接点就可改变杆臂的力矩,而可调式防倾杆就是由这里著手。防倾杆的硬度可表示成: 此外,把固定防倾杆的橡皮榇垫换成硬的材质会有您意想不到的效果,在实际的测试中,使用一支直径0.8英?的防倾杆配上硬质的衬垫和使用直径1.0英?的防倾杆配上橡皮衬垫具有同的效果。 防倾杆的效果就表现在过弯时的侧倾,要了解侧倾的程度最好的方法就是利用照相机拍下极限过弯时的照片,然后在照片上量出侧倾角度,更换较硬的防倾杆后在依同样的方式再拍一次,比较两次的角度就可判断出不同。要去计算所需防倾杆的硬度是很复杂的,不但要考虑自身的硬度更要考虑和弹簧的搭配,因此唯有不断的测试再测试,这是底盘设定上的不二法门。当你决定改装你的底盘时,除了弹簧和避震器的搭配外,你更应该要好好考虑你的防倾杆,这种学问是建立在科学理论基础、丰富的经验和不断的尝试上,而改装的真正乐趣就在这里。所以防倾杆同样需要具有针对性的改装,不同的车型具有不同的转向特性,通过前后防倾杆的搭配弥补原厂车型的不足,也大可根据驾驶者的习惯与个人偏好进行搭配。

 

       总结:改装悬挂系统可以提高车辆的加速、制动与弯道性能,得当的改装可以使车辆的运动性能得到很大改善,当然改装悬挂系统是一个相对复杂的工程,一个选择错误的部件就会影响到最终行驶性能,在改装时建议车主到一些有丰富经验的改装店进行改装作业。最后要提醒大家的是改装了悬挂系统后别忘了找个专业的店家做一次四轮定位检查,因为轻微的悬挂几何偏差都会令昂贵的悬挂部件改装性能的发挥大打折扣!


 

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