底盘工程:关于侧倾抑制– 防倾杆
防倾杆也称为扭力杆(稳定杆),形式有很多种,除了在一般市售车上看到的基本圆管式样外、因应不同的用途跟车辆以及悬挂结构也有不同对应的设计形式以及样貌,如DTM 车辆上配置的可调刀式防倾杆、Formula 或是Rally Car 上配置的推力式防倾杆、或是电子辅助的主动式防倾杆等等,以下我们将以原厂圆管形式作为介绍。
防倾杆的杆身发生扭转时会产生反弹的力量,这个力量就称为反力矩;防倾杆是利用反力矩来抑制车身的侧倾。当左、右轮上下同步动作时,防倾杆就不会发生作用。在左右轮因路面起伏造成不同步跳动,或是在转向时车身发生倾斜,使防倾杆发生扭转时才会产生作用。
防倾杆只有在作用时才会使行路性变硬,不像换用较硬的弹簧会使行路性全面的变硬。如果以弹簧来减少车身的侧倾,则需要换用非常硬的弹簧,以及使用阻尼系数很高的避震器。这样一来就会造成舒适性与循迹性不良。如果使用适当扭矩的防倾杆则可以在不牺牲舒适性和循迹性的情形下,减少车身在过弯时的倾斜程度。
防倾杆的特性
防倾杆与弹簧二者力量的总合称为防倾阻力。侧倾时车头和车尾的防倾阻力会同时发生,由于车身前后的配重比例以及重心位移的关系,使得前、后轴的防倾阻力会各不相同,这样便会影响车子的操控性能。如果后轮的防倾阻力过大,则使车子有转向过度的倾向。如果前轮的防倾阻力过大,则使车子有转向不足的倾向。防倾杆可用来控制车身的滚动之外,还可以利用防倾杆来控制前、后轴的防倾阻力借以改变车子的操控性能。优点是过弯或是重心转移时车身反应直接且稳定。
防倾杆并不是一昧的换越粗就越好,必须还要搭配你前后轴底盘的设定以及车身结构上的补强,包括上部的前上拉,后上拉,悬吊桶身阻尼系数,弹簧的公斤数等等。如果这些都没有认真去调配,只是一昧的加粗再加粗,最后换来的可能是其他部件的损毁,以及濒临失控的驾驶动态。
其中包括沿用M3 的产品也是,有不少玩家认为拿原厂M3 来沿用是最好的,其实不全然正确,原厂的设定一定是建立在市售以及产品有效使用年限跟成本的均衡考量,毕竟车厂还是营利单位,成本还是占绝大部分的考量因素,真要说到改装或是底盘设定要求,原厂市售车上配置的可以说是不太够用的。
以下,顺便提供了一个换算公式,让有需要的人可以用公式估计防倾杆提供的钢性。
One way of estimating antiroll bar stiffness:
T=Vehicle track width (inches)
K=Fractional lever arm ration (movement at roll bar / movement at wheel)
d=Bar diameter (inches)
R=Effective arm length (inches)
L=Half length of bar (inches)
S=Length of lever arm (inches)
Q=Stiffness (lb*in per degree)
注1.
在防倾杆装上,前面加粗是抑制转向过度,后面加粗是抑制转向不足(也就是说前面加粗会偏向转向不足,后面加粗会偏向转向过度)
一般车厂不管是前躯还是后驱车,原厂设定都会偏向转向不足的设定,比较符合一般非专业训练的驾驶控制,因为当出现车身失控时,转向不足造成的动态控制比较符合“非专业驾驶” 直觉的收油减速反应,对于驾驶技术要求比较低,安全性也较佳。
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