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太阳集团2003:看完这篇倾角的科普你就可以显摆你的底盘知识了

2022-08-05 08:11:17

  太阳集团2003:看完这篇倾角的科普你就可以显摆你的底盘知识了在数年前,调节倾角大多数都是性能党的高级玩意,不过近年来由于模仿飘移赛车姿态的HellaFlush玩法的兴起,大倾角开始成为改装车的“必修课”。那么倾角究竟是什么?调节倾角有什么用?怎样调节倾角才算正确?还真没有想象中这么简单,下面就和大家研究一下关于倾角的众多问题。

  倾角Camber是指从正面看车轮所成的角度。我们俗称的“外八”就是指负倾角,而“内八”就是正倾角。一般大部分车型都会采用负倾角或者0度倾角的设定,甚少车辆会有正倾角的设定。那设定倾角又是为了什么呢?我们知道汽车行驶的摩擦力都是由轮胎提供,而摩擦力的大小和轮胎的接地面积有关系。当汽车直线度倾角能够保持最大的轮胎抓地面积,因此无论对加速还是刹车来说都会有更大的摩擦力支持,自然会更稳定。但是汽车并不只是直线行驶,而是要转弯的。转弯的时候,情况又会不一样。

  图:图上分别是不同倾角在转弯时的轮胎受力情况分析,可见负倾角轮胎的受力角度和接触面积都最理想。

  由于转弯时,车身会发生倾侧,外侧的车轮和悬挂都被压缩,内侧的悬挂和轮胎都伸张。这时候,原来0度倾角的车轮就会发生侧偏成正倾角。外侧车轮产生正倾角之后,轮胎的有效抓地面积减少,而且正倾角并不能有一个有效的分力用于辅助悬挂支撑车体,车身倾侧会增加,轮胎变形加剧,弯中操控能力减弱。同时,因为轮胎向车身外倾,陀螺效应会导致其发生向行驶方向外侧偏离方向的趋势。因此要解决这个问题,就要对车轮设定负倾角。在弯中时,倾角的变化会抵消原来所设定的负倾角而变成0度,从而补偿了抓地力减弱的问题,在弯道中抓地力会增加。因此,在赛车上会看到比街道用车更夸张的倾角,来提升弯道的性能。(赛车上设定倾角还可以延缓赛车轮胎过热,因为过弯时负载较大的外侧车轮如果带倾角时,车轮内外侧的摩擦力不一样,发热也不一样。如果能有平均的接地面积,就不会发生局部高温衰退的负面影响,轮胎也能更长的保持最佳性能)。

  图:雪铁龙2CV的前悬采用单摇臂的形式,过弯时外侧车轮产生正倾角,对车身的滚动抑制和抓地力发挥都不理想。

  图:赛车通常会设定一定的负倾角,过弯时外侧轮胎能有更佳的受力和抓地面积。

  图:图中可见,直线度倾角的抓地面积最大,但转弯的时候负倾角的车辆轮胎比0度倾角有更大的抓地面积。

  不过设定倾角虽然在弯道上有较佳的表现,但直线行驶则会有一点负面的影响。因为直线行驶时带倾角的车轮并不能提供最大的抓地面积,加速性能和刹车性能都会下降,表现为加速驱动轮更容易打滑,和刹车距离增加。而且过大的倾角也会造成车轮偏磨成锥形,降低轮胎寿命。因此要设定多大的倾角,就需要按照自己汽车的行驶特性来设定,并不是倾角越大越好。不过对于后轮驱动的车型来说,适当增加后轮的负倾角可以降低车尾对油门的敏感程度,降低大油门导致后轮打滑(Power Over)的趋势,从而有更稳定的车尾动态表现。飘移车上因为要保持横滑的姿态,因此前轮会有较大的负倾角调节,后轮倾角则0度增加后轮对车尾的侧向推力。而前驱车型的后轮因为是随动,因此调节主要考虑车尾的负重和反应。

  图:负倾角虽然提升过弯的轮胎抓地面积,但直线行驶时抓地面积会减少,刹车更容易抱死。

  图:飘移车前轮通常使用较大的倾角,以便前轮能发挥更好的抓地力而维持大角度飘移的姿态。

  如果要调节倾角,大部分麦弗逊车型可以使用可调式塔顶进行调校。(如果避震是用吊耳的形式和羊角结合的车型可以通过对两个螺丝孔进行细微的倾角调节,但像大众一类的车型就无法用此法)。双摇臂的车型可以换装可调式上摇臂进行调节倾角。多连杆式的悬挂可以将上控制臂更换为可调的制品。直桥式和扭力梁的悬挂只能够安装倾角垫块进行倾角的调节。对于一些有更完美要求的车主,会建议使用可调式下摆臂进行倾角调节,还能增加轮距,行驶稳定性也会比传统的调节方式更佳,不过调节会相对困难。

  图:多连杆后悬挂的上控制比通常会使用这种异型的可调式控制臂进行倾角的调节。

  图:一般对性能有要求的车辆改装会同时使用可调式下控制臂,来调节倾角和轮距。

  相信很多朋友都试过,车身降低之后车轮负倾角会变大。而一些越野车在飞坡的时候,车轮倾角会呈正倾角的样子。这就涉及到悬挂设计中的倾角增益的问题。就如上一章所说,人们总希望在直线度,而转弯时车轮则产生负倾角而帮助过弯。于是汽车设计师在悬挂设计上就通过一些手段,让车子在倾侧的时候产生倾角。这就是所说的倾角增益Camber Gain。

  图:因为悬挂均是非平行四边形设计,因此悬挂摆动时会产生倾角,这就是倾角增益Camber Gain。倾角增益的大小由悬挂设计决定。

  倾角增益其实是通过悬挂几何的不规则四面形在运动时构成的,(倾角增益和滚动中心会有点关系,有兴趣的朋友可以自行科普,这里不作详述)。以双摇臂悬挂为例,上摇臂普遍都会比下摇臂短。上下两者的长度差距越大,倾角增益也就越厉害。多连杆的设计则和双摇臂接近。麦弗逊的上摇臂等效无限长,因此倾角增益相对较小,而且会存在死点。倾角增益会在悬挂压缩至某行程后变负增益,在调校时必须要做修正避开。直桥式悬挂和扭力梁因为不是独立悬挂,因此不存在倾角增益。因此一般房车上因为悬挂摇臂都较短,倾角增益也较大。而方程式和GT赛车上的摇臂都比较长,而且有些更会倾向于等长,倾角增益也会相对较小。

  图:因为越野车在起伏相当大的路面运动,为了防止大行程时倾角变化过大,因此使用非常长的摇臂,图中的就是使用了俗称剪刀臂的悬挂设计。

  图:方程式对抓地力相当敏感,需要尽量减少倾角增益提升弯道稳定性,所以悬挂设计成平行四边形。

  图:每一台车的倾角增益都是汽车悬挂设计的重要课题,不同汽车取向不同倾角增益也不一样,而且和悬挂支撑力和倾侧程度还有滚动中心挂钩。

  对于一般车友,倾角增益的影响最大应该是降低车身后车轮所形成的倾角。由于一般市区行驶无谓的倾角会增加车轮偏磨的速度,所以都会选择修正。一般需要修正降低车身后的倾角,都会建议采用调节倾角一样的方式进行。某些车友会选择使用滚动中心修正垫块( Roll Center Adjuster)来进行倾角修正也可行,不过可调节的幅度并不大。双摇臂悬挂有些厂家会推出专用的短身羊角,方便进行倾角和滚动重心的调节,也可以修正悬挂摆动时的倾角变化。

  图:一般要修正降低车身的倾角可以使用滚动中心修正垫块( Roll Center Adjuster)。

  图:上图的这种在下摇臂球头和羊角之间加长的方式可以同时修正滚动重心和倾角,一些车型有专用垫块可以购买,某些车型(譬如大众)因为球头安装方式特殊因此需要自制。

  注意的是,双摇臂和多连杆的悬挂系统,在加大负倾角之后,由于实际上摆臂缩短了,因此倾角增益也会变大,在设定时需要注意。而刻意为了改变倾角增益的特性而定制悬挂摆臂,估计也只有赛车上使用了。

  结论:倾角对弯道行驶有帮助,对直线刹车和加速有减弱的作用。降低车身后会产生倾角的变化可以通过修正解决。倾角可能会造成轮胎过早偏磨需要注意。过大的倾角除了对行驶性能无帮助,还会造成行车危险。调节倾角需谨慎,适量为好。