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April 8, 2008
sunny300kes
在天空部落發表於00:17:10 |
未分類
傳動系統的改裝是較高層次的改裝,因為它不容易為人們所理解,不過國內的車迷已經開始注意到它了,所以我們這期就來簡單說一下。“普通街車改裝直牙變速箱或序列式變速箱,加裝三瓣離合器,換上輕飛輪,汽車的性能會提升到哪個地步?”在前兩期的 “改裝問答Q&A” 中一名車迷向我們提出了以上問題,當時由於篇幅關係我並沒有詳細解釋,只是簡單地回答說一般民用車是不會用上這些裝置的。事實上這位車迷所提及的是較為高層次的改裝 傳動系統的改裝,這裡的高層次並不是指技術上的難度或系統內的複雜性,而是因為它在外觀、動力和操控等容易為一般人所理解的改裝範圍之外,可見國內車迷也開始認識和追求一些較為深入和內在的改裝了。
變速箱的作用
一台汽車的傳動系統對車子的提速、油耗甚至彎道上的表現都有著決定性的影響,但這部分卻一直不甚為國內改裝車迷所注意。汽車的傳動系統包括了變速箱、離合器、飛輪、差速器和傳動軸。先說變速箱,它是傳動系統裡最大塊頭的一個部件。顧名思義,變速箱是用來“改變”速度的,因為任何發動機都有它的最佳工作範圍,亦稱動力區(power band),指該台發動機能發出的最大或接近最大功率及最大扭矩的轉速(rpm)範圍。一般而言,駕駛者都希望在行車時能把發動機的轉速保持在最有效率的動力區內,而變速箱的功能便是在維持發動機轉速不變的前提下,通過不同擋位的變速率來改變車子的行車速度。大家可以參考上海大眾高爾5速變速箱的變速率表(黑色的是原廠數據),從中了解一下相同發動機轉速(3000rpm)下不同擋位的車速變化。在高爾的變速率表中,我們可以看到廠方在設計時刻意把高爾的3至5擋變速率差拉寬 (3至5擋的車速差分別達到28km/h和31km/h,一般功率相若的運動型車相差應在25km/h以下),這樣搭配的好處是降低高爾在高速巡航(100km/h以上)時的耗油量和發動機噪音,但同時也減弱了車子在4擋 (尤其明顯) 和5擋的提速力,使高爾在大部分情況下只能以4擋達到極速。
變速箱改裝:更換終傳
對於性能至上的改裝車迷來說,怎樣加強車子的提速力才是他們所關心的課題。事實上除改裝發動機外,最能改善車子的提速能力的便是改裝變速箱(率),在高爾的案例上,如果可以把變速率提高,例如把終傳比(final drive ratio,主減速比)改為4.5(增加15%),便可立刻把全擋位內的發動機轉速拉高15%,縮短發動機從低轉速提升到動力區甚至是最大馬力峰值點所需的時間,直接地改善車子在每擋上的提速能力。這方法成本較低,效果明顯,缺點是降低了車子的理論極速並增加了油耗,再就是改裝後的終傳比(主減速比)要和另外五個不同變速率協調,顧此失彼在所難免。(這裡值得一提的是換上小直徑輪胎可以增強車子提速力,這和更換終傳比齒輪是同樣原理)
變速箱改裝:更換密齒比
提高變速箱的終傳比雖然能改善車子提速力,但它改變不了每擋齒比之間 (齒率上)的差距。大家可在高爾的5速比率表上看到,在高速駕駛時(6000rpm換擋點)從4擋升5擋後發動機轉速一直跌到4515rpm,離開5400rpm的最大馬力峰值點達885rpm,這正是高爾第5擋提速乏力的主因。更換終傳比齒輪對這情況會有幫助,但始終是一個以一對五的妥協方法,不能和專門設計給個別型號發動機用的全套密比齒(close ratio gears)相比。再以高爾舉例,假設我們把5擋齒比由0.684改為0.825,那麼從4擋升到5擋時發動機轉速只會有1050rpm的跌幅,離開最大馬力峰值便只有450rpm,提速力自然比原廠設定好得多了。同樣道理,如果引用到所有擋位,把整套變速率緊密地連在一起,便可保證發動機的轉速在任何時候都不會遠離最大馬力峰值。和改裝終傳一樣,密齒比變速箱的最大缺點是令車子的油耗增加,並降低了極速(新款跑車大都配上了6速變速箱來改善這種情況),而且改裝費用不便宜。著名的變速系統改裝商有日系的KAZZ和歐系的Quaife,此外一些車廠附屬的運動部門如豐田的TRD和標致的Peugeot Sport 都有密齒比和終轉比齒輪套裝供應旗下運動型跑車作改裝用,價錢由7、8千元至2萬多元不等。而如果原車不是國外流行的運動型跑車,就較難找到現成的終傳或密齒比套裝,但你可嘗試在同系列車款中尋找通用但比例不同的變速齒或終傳齒來自行搭配,例如用1.4升的四、五擋齒配上自動擋型號的終傳齒用在1.6升的車上……此外一些進口車系如斯巴魯WRX等,進口商會特別為符合我國國情而配備較為“溫柔”的終傳比齒輪,喜歡不同性格的車主便可考慮換上國外型號的終傳比齒輪。以上像雞尾酒般的搭配方法,最終效果如何便要看技師對該款車的熟悉程度和變速比的計算是否準確了。

變速箱的作用
一台汽車的傳動系統對車子的提速、油耗甚至彎道上的表現都有著決定性的影響,但這部分卻一直不甚為國內改裝車迷所注意。汽車的傳動系統包括了變速箱、離合器、飛輪、差速器和傳動軸。先說變速箱,它是傳動系統裡最大塊頭的一個部件。顧名思義,變速箱是用來“改變”速度的,因為任何發動機都有它的最佳工作範圍,亦稱動力區(power band),指該台發動機能發出的最大或接近最大功率及最大扭矩的轉速(rpm)範圍。一般而言,駕駛者都希望在行車時能把發動機的轉速保持在最有效率的動力區內,而變速箱的功能便是在維持發動機轉速不變的前提下,通過不同擋位的變速率來改變車子的行車速度。大家可以參考上海大眾高爾5速變速箱的變速率表(黑色的是原廠數據),從中了解一下相同發動機轉速(3000rpm)下不同擋位的車速變化。在高爾的變速率表中,我們可以看到廠方在設計時刻意把高爾的3至5擋變速率差拉寬 (3至5擋的車速差分別達到28km/h和31km/h,一般功率相若的運動型車相差應在25km/h以下),這樣搭配的好處是降低高爾在高速巡航(100km/h以上)時的耗油量和發動機噪音,但同時也減弱了車子在4擋 (尤其明顯) 和5擋的提速力,使高爾在大部分情況下只能以4擋達到極速。
變速箱改裝:更換終傳
對於性能至上的改裝車迷來說,怎樣加強車子的提速力才是他們所關心的課題。事實上除改裝發動機外,最能改善車子的提速能力的便是改裝變速箱(率),在高爾的案例上,如果可以把變速率提高,例如把終傳比(final drive ratio,主減速比)改為4.5(增加15%),便可立刻把全擋位內的發動機轉速拉高15%,縮短發動機從低轉速提升到動力區甚至是最大馬力峰值點所需的時間,直接地改善車子在每擋上的提速能力。這方法成本較低,效果明顯,缺點是降低了車子的理論極速並增加了油耗,再就是改裝後的終傳比(主減速比)要和另外五個不同變速率協調,顧此失彼在所難免。(這裡值得一提的是換上小直徑輪胎可以增強車子提速力,這和更換終傳比齒輪是同樣原理)
變速箱改裝:更換密齒比
提高變速箱的終傳比雖然能改善車子提速力,但它改變不了每擋齒比之間 (齒率上)的差距。大家可在高爾的5速比率表上看到,在高速駕駛時(6000rpm換擋點)從4擋升5擋後發動機轉速一直跌到4515rpm,離開5400rpm的最大馬力峰值點達885rpm,這正是高爾第5擋提速乏力的主因。更換終傳比齒輪對這情況會有幫助,但始終是一個以一對五的妥協方法,不能和專門設計給個別型號發動機用的全套密比齒(close ratio gears)相比。再以高爾舉例,假設我們把5擋齒比由0.684改為0.825,那麼從4擋升到5擋時發動機轉速只會有1050rpm的跌幅,離開最大馬力峰值便只有450rpm,提速力自然比原廠設定好得多了。同樣道理,如果引用到所有擋位,把整套變速率緊密地連在一起,便可保證發動機的轉速在任何時候都不會遠離最大馬力峰值。和改裝終傳一樣,密齒比變速箱的最大缺點是令車子的油耗增加,並降低了極速(新款跑車大都配上了6速變速箱來改善這種情況),而且改裝費用不便宜。著名的變速系統改裝商有日系的KAZZ和歐系的Quaife,此外一些車廠附屬的運動部門如豐田的TRD和標致的Peugeot Sport 都有密齒比和終轉比齒輪套裝供應旗下運動型跑車作改裝用,價錢由7、8千元至2萬多元不等。而如果原車不是國外流行的運動型跑車,就較難找到現成的終傳或密齒比套裝,但你可嘗試在同系列車款中尋找通用但比例不同的變速齒或終傳齒來自行搭配,例如用1.4升的四、五擋齒配上自動擋型號的終傳齒用在1.6升的車上……此外一些進口車系如斯巴魯WRX等,進口商會特別為符合我國國情而配備較為“溫柔”的終傳比齒輪,喜歡不同性格的車主便可考慮換上國外型號的終傳比齒輪。以上像雞尾酒般的搭配方法,最終效果如何便要看技師對該款車的熟悉程度和變速比的計算是否準確了。

April 8, 2008
sunny300kes
在天空部落發表於00:10:43 |
未分類
在發動機裡,要汽油燃燒得充分、發揮出最多的能量,必須要有足夠的點火能量和準確的點火時間去配合。若點火能量不足,混合氣就不能充分燃燒,爆炸力會減弱,這樣不但浪費能源,更令這個衝程裡產生的能量減少,即發動機的動力性不能完全發揮。若點火時間太早,燃燒的氣體會阻礙活塞向上運動,即是做了負功;若點火時間太遲,活塞己作下降運動時燃燒的氣體才產生最大的爆炸力,那麼推動曲軸旋轉的力矩就小了,因此點火時間早或遲都會減少發動機的動力。現代發動機的點火時間都是由行車電腦根據發動機轉速來實時調整,在現階段我們不用去管它。我們現在要研究的是怎樣可以把供應到燃燒室的燃油100%燒掉,下面就講講有關點火系統的幾個主要部件和改裝方法。
火花塞
改裝點火系統最容易也是最便宜的第一步,就是把原廠的火花塞換上高性能型號。火花塞基本的作用是強迫(引導)點火線圈產生的高壓電流通過一個電極間隙時產生火花來點燃汽缸燃燒室內的混合氣,因此對火花塞的性能要求當然是火花越強、越穩定越好。由於火花塞的地極(外殼)和高壓的中心電極之間的絕緣體要有耐高溫和優良的絕緣能力,因此大多用以氧化鋁為基礎的陶瓷製造,但高性能型號火花塞在電極的材料上則講究得多。現在高質量的火花塞大都採用銥或鉑(白金)等貴金屬來製造電極,除了可發出更強而穩定的火花外,更比用銅鎳合金製造的普通型號耐用多倍,但售價亦是呈倍數上升。另一方面,火花塞的又一重要作用是把氣缸內的熱量帶走,以維持一個適當的工作溫度(500-850℃)。如果溫度太高會損蝕火花塞的絕緣體和電極,而被高溫燒紅了的火花塞更會引發早燃和爆震現象;但如果溫度太低,附在火花塞表面的油就不能充分燃燒,容易形成積碳,令火花塞效能減弱甚至產生不了火花! 因此不同冷熱度(heat range)的火花塞會用于不同特性的發動機上,以保持火花塞的正常操作。冷型火花塞 即標號較高(注意不同品牌的火花塞可能有不同標準的標號)的火花塞由於散熱較快,適用於經常在高轉速(高溫)工作的高性能發動機,而散熱較慢的熱型火花塞(標號較低)則適用於低速低壓縮比的發動機。在一般的輕微動力改裝下不需改動火花塞的冷熱度,只有在重改裝後發動機經常在高轉速下運作,才需改用冷度較高的火花塞,隨便改用賽車用的冷型火花塞只會製造積碳,令發動機出現乏力和轉速不順的現象。因此,在其它條件不變的情況下,僅更換冷一度的火花塞並不會帶來任何效果,除非駕駛者開車的80%時間內都把發動機轉速保持在紅線區前的30%以內! 本期“改裝實戰”介紹的寶來1.8T改裝車,我們為它更換大渦輪和做了其它改裝後,也只是配了冷一度的火花塞而已……相信一般車主只更換冷一度的火花塞,覺得反應不錯,主要原因是心理作用,再加上舊火花塞本來已經老化的緣故。
火花能量
火花塞用的高壓電源來自車上的點火線圈。原廠系統大都是電感線圈放電系統(Inductive Discharge System),原理是以一定的電流向線圈充電,形成高壓電後在分電器觸點接通的瞬間擊穿相應氣缸內火花塞電極之間的氣體,產生火花。這個設計的弱點是儲存電能需要一段較長時間,在高轉速時系統會因充電時間不足而致使火花能量變弱,令車子損失動力。針對這一點最根本的改善方法是換成電容放電式點火系統(Capacitive Discharge Ignition)。這種系統是用高電壓向電容器充電,使充電週期大大縮短,保證發動機在極高轉速時仍有足夠的點火能量。但因涉及的技術甚為複雜,而且在日常用車中最常用的中低扭矩下根本幫助不大,所以只適合在重改裝車和賽車裡應用。對於一般車迷來說,把原廠的開磁式點火線圈改為E型鐵芯的閉磁式線圈會更方便而有效,這種閉磁式點火線圈特點是磁力線封閉在鐵芯內,能減少漏磁並產生更高電壓(可高達40,000伏特),令火花塞產生更強力的火花。而且這類點火線圈體積細小,在改裝時容易在發動機艙內找地方安置,是一項難度不大但具實效的改裝。高性能點火線圈如美國MSD的出品售價大概是1000多元。
點火線
聯繫點火系統與火花塞之間的點火線(高壓線)可算是最受歡迎的改裝項目之一,改裝此部件的功效是減低高壓線圈所發出的高壓電流輸送到火花塞過程中的損失。一套優良的點火線擁有最少的電流損耗,同時能避免高壓電傳輸過程中所產生的電磁干擾影響車上收音機和行車電腦ECU的操作。一般原廠點火線在控制電磁干擾的設計時,由於成本關係會使用電阻值較高的包覆材科,若改配用硅樹脂等高質材料來包覆,粗壯的高性能點火線便可在控制電磁干擾之餘改善電阻。但高品質的點火線套裝並不便宜,一套日本Quick Power套裝要價達3000元,而台灣出品的也要500- 600元。歸根究底,如果原廠的點火線不是特別差勁,用上改裝品後性能分別不會很大,況且現在新款發動機的走勢是根本就不需用點火線了。
電控點火
傳統的點火系統主要由分電器、點火線圈、高壓線、火花塞等部件組成,而當今的中高級轎車很多己採用電子控制的點火系統。電控點火系統主要由多個傳感器、ECU、點火執行器(配獨立點火線圈)三部分組成,個別型號更連分電器也省掉,直接由ECU控制點火時間,因此點火能量更高、執行點火的時間也更精確,更不需用點火線(大眾車系中的寶來1.8T和波羅1.4 都使用類似的設計)。如要對這類系統進行改裝,便需要從ECU方面入手,甚至要整個系統換掉。若你不打算替愛車進行重改裝,那麼更換高性能火花塞便足夠了。

火花塞
改裝點火系統最容易也是最便宜的第一步,就是把原廠的火花塞換上高性能型號。火花塞基本的作用是強迫(引導)點火線圈產生的高壓電流通過一個電極間隙時產生火花來點燃汽缸燃燒室內的混合氣,因此對火花塞的性能要求當然是火花越強、越穩定越好。由於火花塞的地極(外殼)和高壓的中心電極之間的絕緣體要有耐高溫和優良的絕緣能力,因此大多用以氧化鋁為基礎的陶瓷製造,但高性能型號火花塞在電極的材料上則講究得多。現在高質量的火花塞大都採用銥或鉑(白金)等貴金屬來製造電極,除了可發出更強而穩定的火花外,更比用銅鎳合金製造的普通型號耐用多倍,但售價亦是呈倍數上升。另一方面,火花塞的又一重要作用是把氣缸內的熱量帶走,以維持一個適當的工作溫度(500-850℃)。如果溫度太高會損蝕火花塞的絕緣體和電極,而被高溫燒紅了的火花塞更會引發早燃和爆震現象;但如果溫度太低,附在火花塞表面的油就不能充分燃燒,容易形成積碳,令火花塞效能減弱甚至產生不了火花! 因此不同冷熱度(heat range)的火花塞會用于不同特性的發動機上,以保持火花塞的正常操作。冷型火花塞 即標號較高(注意不同品牌的火花塞可能有不同標準的標號)的火花塞由於散熱較快,適用於經常在高轉速(高溫)工作的高性能發動機,而散熱較慢的熱型火花塞(標號較低)則適用於低速低壓縮比的發動機。在一般的輕微動力改裝下不需改動火花塞的冷熱度,只有在重改裝後發動機經常在高轉速下運作,才需改用冷度較高的火花塞,隨便改用賽車用的冷型火花塞只會製造積碳,令發動機出現乏力和轉速不順的現象。因此,在其它條件不變的情況下,僅更換冷一度的火花塞並不會帶來任何效果,除非駕駛者開車的80%時間內都把發動機轉速保持在紅線區前的30%以內! 本期“改裝實戰”介紹的寶來1.8T改裝車,我們為它更換大渦輪和做了其它改裝後,也只是配了冷一度的火花塞而已……相信一般車主只更換冷一度的火花塞,覺得反應不錯,主要原因是心理作用,再加上舊火花塞本來已經老化的緣故。
火花能量
火花塞用的高壓電源來自車上的點火線圈。原廠系統大都是電感線圈放電系統(Inductive Discharge System),原理是以一定的電流向線圈充電,形成高壓電後在分電器觸點接通的瞬間擊穿相應氣缸內火花塞電極之間的氣體,產生火花。這個設計的弱點是儲存電能需要一段較長時間,在高轉速時系統會因充電時間不足而致使火花能量變弱,令車子損失動力。針對這一點最根本的改善方法是換成電容放電式點火系統(Capacitive Discharge Ignition)。這種系統是用高電壓向電容器充電,使充電週期大大縮短,保證發動機在極高轉速時仍有足夠的點火能量。但因涉及的技術甚為複雜,而且在日常用車中最常用的中低扭矩下根本幫助不大,所以只適合在重改裝車和賽車裡應用。對於一般車迷來說,把原廠的開磁式點火線圈改為E型鐵芯的閉磁式線圈會更方便而有效,這種閉磁式點火線圈特點是磁力線封閉在鐵芯內,能減少漏磁並產生更高電壓(可高達40,000伏特),令火花塞產生更強力的火花。而且這類點火線圈體積細小,在改裝時容易在發動機艙內找地方安置,是一項難度不大但具實效的改裝。高性能點火線圈如美國MSD的出品售價大概是1000多元。
點火線
聯繫點火系統與火花塞之間的點火線(高壓線)可算是最受歡迎的改裝項目之一,改裝此部件的功效是減低高壓線圈所發出的高壓電流輸送到火花塞過程中的損失。一套優良的點火線擁有最少的電流損耗,同時能避免高壓電傳輸過程中所產生的電磁干擾影響車上收音機和行車電腦ECU的操作。一般原廠點火線在控制電磁干擾的設計時,由於成本關係會使用電阻值較高的包覆材科,若改配用硅樹脂等高質材料來包覆,粗壯的高性能點火線便可在控制電磁干擾之餘改善電阻。但高品質的點火線套裝並不便宜,一套日本Quick Power套裝要價達3000元,而台灣出品的也要500- 600元。歸根究底,如果原廠的點火線不是特別差勁,用上改裝品後性能分別不會很大,況且現在新款發動機的走勢是根本就不需用點火線了。
電控點火
傳統的點火系統主要由分電器、點火線圈、高壓線、火花塞等部件組成,而當今的中高級轎車很多己採用電子控制的點火系統。電控點火系統主要由多個傳感器、ECU、點火執行器(配獨立點火線圈)三部分組成,個別型號更連分電器也省掉,直接由ECU控制點火時間,因此點火能量更高、執行點火的時間也更精確,更不需用點火線(大眾車系中的寶來1.8T和波羅1.4 都使用類似的設計)。如要對這類系統進行改裝,便需要從ECU方面入手,甚至要整個系統換掉。若你不打算替愛車進行重改裝,那麼更換高性能火花塞便足夠了。

April 8, 2008
sunny300kes
在天空部落發表於00:09:28 |
未分類
在各種改善汽車動力表現的改裝方法中,為車子更換高性能的進氣和排氣系統,令發動機“進得多,排得快”是最簡單容易而效果最明顯的方法。而在進氣和排氣系統改裝中,尤以排 氣系統更為受到歡迎,因為“它”不但看得見(小鋼砲般的形狀裝在車後),而且更聽得到,是少數能直接給車主(和他周圍的人)提供感官剌激的改裝部件。現在讓我們來看看這項能輕易地引人注意的改裝。
排氣系統基本原理
排氣系統的主要功能是把發動機在燃燒過程中產生的廢氣從多個氣缸內收集、清潔(經三元催化器)、滅聲,然後引到車後排放。原廠的排氣系統由於要顧及成本、寧靜度和各地不同的排放標準等限制,在設計時都會非常保守,並在一定程度上因排氣效率不高而限制了發動機的性能表現。有人曾問過:如果不考慮環保(噪音和廢氣等)問題,那麼乾脆不用任何排氣管,讓廢氣從發動機燃燒室的廢氣活瓣(廢氣門)直接排到空氣中,這樣是否就是追求最佳性能表現的終極選擇? 答案是否定的。首先,沒有滅音裝置的發動機會發出極高的噪音(超過150分貝),一般人根本無法忍受,賽車手也需用耳塞來保護耳朵。另外,位於車身前部的發動機如果不設排氣管的話,車廂內的司機和乘客將最先遭受到發動機廢氣的“迫害”。曾經發生過這樣的真實個案:一賽車排氣管口設在駕駛室前,導致賽車手在比賽途中因吸入過量廢氣而暈倒。大家都能看到所有的賽車(包括F1)都配有排氣管,因為排氣系統在任何情形下都是必需的。而一套好的排氣系統不但不會影響排氣效率,反而可令發動機呼吸更暢順,車子提速更快。
怎樣才是一套好的高性能排氣系統? 讓我們先來了解一些關於排氣系統的理論。要讓排氣系統有事半功倍的效率,就要充分利用系統在運作時產生的回壓(back pressure)和吸啜(scavenging)效果。由於發動機在運作時,個別燃燒室的廢氣活瓣會不停地做開合動作以排出廢氣(為配合燃燒動作),所以排氣系統輸送的廢氣並不是連續不斷的,而是一波一波(pulse)的。因此,車子的氣缸數目越多,或發動機的轉速越高,廢氣波(exhaust pulse)便越密。在高壓的廢氣波被高速排出氣缸時,它後面產生的低氣壓便是回壓。適量的回壓可使排氣系統內產生良好的吸啜效果。原理是:若排氣管直徑“適中”,第一波被排出氣缸的廢氣在膨脹後便會逼著排氣管內壁向下游快速排出,同時在上游部份產生一個低壓區,吸啜發動機排出的第二波廢氣。而第二波廢氣在逼著排氣管內壁向外跑時它後方產生的低壓又在吸啜第三波的廢氣,依此類推,使發動機不費勁地完成排氣動作之餘,排氣效率也比完全不用排氣系統更高,殘餘在氣缸內的廢氣更少,而氣缸內可容納供燃燒用的新鮮空氣也更多……
從上述的理論中,我們知道一套高性能排氣系統需要有一個設計優良的排氣歧管,把不同氣缸排出的廢氣波不早不遲地、一個接著一個地(吸啜效果的最高境界)送到集氣管,然後通過一條筆直且合理的大口徑排氣管(和當中的高流量三元催化器/高性能滅聲鼓)把噪音和有害氣體清除並高速排出車外。但由於發動機在不同的轉速下會排出不同速率的廢氣波,產生不同的回壓要求,因此在選擇改裝排氣系統時,要小心配合自己的駕駛風格和車子的特性。例如換瞭高流量的系統,會令發動機低轉時不能產生“合理”回壓而令慢速駕駛困難。現在讓我以改裝費用來區分排氣系統中的後(滅聲鼓),中“排氣管”(含三元催化),前(排氣歧管)三個不同部份(階段)的改裝(具體請看本版中的各一分段)。其實一套好的改裝排氣系統並不能提升車子的動力輸出,它只會減少發動機馬力的流失,但相對原裝或設計不好的甚至是贗品來說,車子的實用馬力(輸出馬力)會有明顯的增加。
●排氣歧管
排氣歧管一般是改裝排氣系統中最昂貴的部份(可以上萬元),因為對長度、彎度和口徑的嚴格要求,令開發和製作成本很高。但排氣歧管的設計優良與否對整套排氣系統的吸啜效果有著舉足輕重的影響。以四氣缸發動機為例,傳統的概念是,四出一(四根排氣歧管直接匯總成一條排氣管的管路設計)的設計會較適合高轉速時的廢氣波率,有助於提升馬力,而四出二出一(兩根排氣歧管先匯總成一管,再與另兩歧管匯總成的一管匯總成最終的一條排氣管)的設計則有利於低轉速時的扭力輸出,較適合日常行車之用。但現在很多新設計的4-2-1排氣歧管都能同時改善發動機的中、高轉速表現,像我們比賽用的思域Type R 賽車便是用4-2-1的排氣歧管,在超過9000rpm時仍然不會“窒息”發動機的輸出!
●三元催化器
三元催化器是保證廢氣質素的重要配件,它主要淨化發動機廢氣中的碳氫化合物(HC),一氧化碳(CO)和多氧化氮(NOx)這些有害氣體。新款的三元催化器並不會對排氣流速產生多少阻礙,如果把它拆掉(這是許多改裝商時下流行的做法),不但令排放超標,還可能令部份有自我診斷功能的汽車ECU發出錯誤訊號,影響正常行車。建議保留使用,如果考慮到環保等原因,可換一個改裝專用的高性能三元催化器,但價錢很昂貴,近5000元。
●排氣管
光是換滅聲鼓不會令車子增加多少馬力,而如果把整段排氣管更換成高性能型號,則會對馬力提升有不少幫助(特別是發動機經過改裝)。高性能排氣管比原裝的粗壯,內壁較光滑、彎曲度較小,這些設計令發動機在高轉時產生的大量廢氣能暢順地高速通過,明顯地提升了排氣效率。但要注意,直徑過大的排氣管會影響回壓效果並使廢氣降溫太快,減慢流速之餘更減少了排氣管的離地間隙,增加車子被“托底”的機會。一般說來,如果發動機沒有經過大幅改裝,那麼排量在2升以下的自然進氣發動機的排氣管直徑就不應超過50mm,而2升渦輪發動機的也應在70-80mm之內。中段排氣管沒有單獨更換的必要,至少也要和滅聲鼓一起換。中段排氣管原是系統中最便宜的部份,但加上了三元催化器就不一樣了。
●滅聲鼓
大部份的排氣改裝都是從滅聲鼓(排氣尾鼓、消聲鼓)開始,不但因為它容易裝配,而且因為高級的滅聲鼓用不鏽鋼(甚至是鈦合金)製造。改裝滅聲鼓除了比原裝生鐵造的來得輕、耐用外,更是整個系統中最吸引人的部份,因為它不僅可以從車外看到,而且還能發出懾人的音頻和聲響。滅聲鼓大致可分成兩類:第一種是利用交錯隔板造成反射波的方式來減低音量,原廠滅聲鼓幾乎都是此種類型。優點是成本低而消音效果好,缺點是(排氣)阻力大而笨重;第二種為高性能型號中常見的、用玻璃綿等吸音材料來消聲的吸音式。優點是限流少、重量輕,缺點是滅聲效果較低,因此一般都會有較大的排氣聲,但排氣聲的大小和發動機的性能並沒有直接關係。另外,滅聲鼓末端的排氣口口徑也要配合前端排氣管的直徑,太大並不會有實際效果。值得一提的是,最近市面多了許多據說能提升回壓(扭力)的“S”型滅聲鼓。而我曾經把一個日本“名廠”出品的“S”型滅聲鼓裝到一台思域上,再在測功機上測試,結果顯示車子的中段性能並沒有改善,而高轉時的表現卻差了很多……在選購滅聲鼓時,如果只要求外觀、大排氣聲和一般性能提升,那麼很多二、三百元的國產改裝滅聲鼓就可勝任,但如果要求更高性能提升的話,就以五,六倍的代價選擇國外名牌如Remus和Borla等。

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排氣系統基本原理
排氣系統的主要功能是把發動機在燃燒過程中產生的廢氣從多個氣缸內收集、清潔(經三元催化器)、滅聲,然後引到車後排放。原廠的排氣系統由於要顧及成本、寧靜度和各地不同的排放標準等限制,在設計時都會非常保守,並在一定程度上因排氣效率不高而限制了發動機的性能表現。有人曾問過:如果不考慮環保(噪音和廢氣等)問題,那麼乾脆不用任何排氣管,讓廢氣從發動機燃燒室的廢氣活瓣(廢氣門)直接排到空氣中,這樣是否就是追求最佳性能表現的終極選擇? 答案是否定的。首先,沒有滅音裝置的發動機會發出極高的噪音(超過150分貝),一般人根本無法忍受,賽車手也需用耳塞來保護耳朵。另外,位於車身前部的發動機如果不設排氣管的話,車廂內的司機和乘客將最先遭受到發動機廢氣的“迫害”。曾經發生過這樣的真實個案:一賽車排氣管口設在駕駛室前,導致賽車手在比賽途中因吸入過量廢氣而暈倒。大家都能看到所有的賽車(包括F1)都配有排氣管,因為排氣系統在任何情形下都是必需的。而一套好的排氣系統不但不會影響排氣效率,反而可令發動機呼吸更暢順,車子提速更快。
怎樣才是一套好的高性能排氣系統? 讓我們先來了解一些關於排氣系統的理論。要讓排氣系統有事半功倍的效率,就要充分利用系統在運作時產生的回壓(back pressure)和吸啜(scavenging)效果。由於發動機在運作時,個別燃燒室的廢氣活瓣會不停地做開合動作以排出廢氣(為配合燃燒動作),所以排氣系統輸送的廢氣並不是連續不斷的,而是一波一波(pulse)的。因此,車子的氣缸數目越多,或發動機的轉速越高,廢氣波(exhaust pulse)便越密。在高壓的廢氣波被高速排出氣缸時,它後面產生的低氣壓便是回壓。適量的回壓可使排氣系統內產生良好的吸啜效果。原理是:若排氣管直徑“適中”,第一波被排出氣缸的廢氣在膨脹後便會逼著排氣管內壁向下游快速排出,同時在上游部份產生一個低壓區,吸啜發動機排出的第二波廢氣。而第二波廢氣在逼著排氣管內壁向外跑時它後方產生的低壓又在吸啜第三波的廢氣,依此類推,使發動機不費勁地完成排氣動作之餘,排氣效率也比完全不用排氣系統更高,殘餘在氣缸內的廢氣更少,而氣缸內可容納供燃燒用的新鮮空氣也更多……
從上述的理論中,我們知道一套高性能排氣系統需要有一個設計優良的排氣歧管,把不同氣缸排出的廢氣波不早不遲地、一個接著一個地(吸啜效果的最高境界)送到集氣管,然後通過一條筆直且合理的大口徑排氣管(和當中的高流量三元催化器/高性能滅聲鼓)把噪音和有害氣體清除並高速排出車外。但由於發動機在不同的轉速下會排出不同速率的廢氣波,產生不同的回壓要求,因此在選擇改裝排氣系統時,要小心配合自己的駕駛風格和車子的特性。例如換瞭高流量的系統,會令發動機低轉時不能產生“合理”回壓而令慢速駕駛困難。現在讓我以改裝費用來區分排氣系統中的後(滅聲鼓),中“排氣管”(含三元催化),前(排氣歧管)三個不同部份(階段)的改裝(具體請看本版中的各一分段)。其實一套好的改裝排氣系統並不能提升車子的動力輸出,它只會減少發動機馬力的流失,但相對原裝或設計不好的甚至是贗品來說,車子的實用馬力(輸出馬力)會有明顯的增加。
●排氣歧管
排氣歧管一般是改裝排氣系統中最昂貴的部份(可以上萬元),因為對長度、彎度和口徑的嚴格要求,令開發和製作成本很高。但排氣歧管的設計優良與否對整套排氣系統的吸啜效果有著舉足輕重的影響。以四氣缸發動機為例,傳統的概念是,四出一(四根排氣歧管直接匯總成一條排氣管的管路設計)的設計會較適合高轉速時的廢氣波率,有助於提升馬力,而四出二出一(兩根排氣歧管先匯總成一管,再與另兩歧管匯總成的一管匯總成最終的一條排氣管)的設計則有利於低轉速時的扭力輸出,較適合日常行車之用。但現在很多新設計的4-2-1排氣歧管都能同時改善發動機的中、高轉速表現,像我們比賽用的思域Type R 賽車便是用4-2-1的排氣歧管,在超過9000rpm時仍然不會“窒息”發動機的輸出!
●三元催化器
三元催化器是保證廢氣質素的重要配件,它主要淨化發動機廢氣中的碳氫化合物(HC),一氧化碳(CO)和多氧化氮(NOx)這些有害氣體。新款的三元催化器並不會對排氣流速產生多少阻礙,如果把它拆掉(這是許多改裝商時下流行的做法),不但令排放超標,還可能令部份有自我診斷功能的汽車ECU發出錯誤訊號,影響正常行車。建議保留使用,如果考慮到環保等原因,可換一個改裝專用的高性能三元催化器,但價錢很昂貴,近5000元。
●排氣管
光是換滅聲鼓不會令車子增加多少馬力,而如果把整段排氣管更換成高性能型號,則會對馬力提升有不少幫助(特別是發動機經過改裝)。高性能排氣管比原裝的粗壯,內壁較光滑、彎曲度較小,這些設計令發動機在高轉時產生的大量廢氣能暢順地高速通過,明顯地提升了排氣效率。但要注意,直徑過大的排氣管會影響回壓效果並使廢氣降溫太快,減慢流速之餘更減少了排氣管的離地間隙,增加車子被“托底”的機會。一般說來,如果發動機沒有經過大幅改裝,那麼排量在2升以下的自然進氣發動機的排氣管直徑就不應超過50mm,而2升渦輪發動機的也應在70-80mm之內。中段排氣管沒有單獨更換的必要,至少也要和滅聲鼓一起換。中段排氣管原是系統中最便宜的部份,但加上了三元催化器就不一樣了。
●滅聲鼓
大部份的排氣改裝都是從滅聲鼓(排氣尾鼓、消聲鼓)開始,不但因為它容易裝配,而且因為高級的滅聲鼓用不鏽鋼(甚至是鈦合金)製造。改裝滅聲鼓除了比原裝生鐵造的來得輕、耐用外,更是整個系統中最吸引人的部份,因為它不僅可以從車外看到,而且還能發出懾人的音頻和聲響。滅聲鼓大致可分成兩類:第一種是利用交錯隔板造成反射波的方式來減低音量,原廠滅聲鼓幾乎都是此種類型。優點是成本低而消音效果好,缺點是(排氣)阻力大而笨重;第二種為高性能型號中常見的、用玻璃綿等吸音材料來消聲的吸音式。優點是限流少、重量輕,缺點是滅聲效果較低,因此一般都會有較大的排氣聲,但排氣聲的大小和發動機的性能並沒有直接關係。另外,滅聲鼓末端的排氣口口徑也要配合前端排氣管的直徑,太大並不會有實際效果。值得一提的是,最近市面多了許多據說能提升回壓(扭力)的“S”型滅聲鼓。而我曾經把一個日本“名廠”出品的“S”型滅聲鼓裝到一台思域上,再在測功機上測試,結果顯示車子的中段性能並沒有改善,而高轉時的表現卻差了很多……在選購滅聲鼓時,如果只要求外觀、大排氣聲和一般性能提升,那麼很多二、三百元的國產改裝滅聲鼓就可勝任,但如果要求更高性能提升的話,就以五,六倍的代價選擇國外名牌如Remus和Borla等。

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April 8, 2008
sunny300kes
在天空部落發表於00:08:02 |
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要知道車廠每年投入數以億計的美金研發出來的車,其性能表現自有其道理。而且光追求馬力是無法整車平衡的,大家想一想為什麼日本GT300賽車只有300匹馬力,DTM賽車四升發動機也只有460匹馬力,而一些改裝車卻可以輕易超過這個數字呢? 這說明一味地大馬力不一定是好事。話說回來,如果願意犧牲一些耐用性和舒適性,提升自然吸氣發動機約5%-8%和增壓發動機約10-15%的馬力,應該不會太難,也不會帶來太多問題,但如果超過這個數字,事情便會複雜起來,因此上述的馬力提升範圍是我在“改裝物語”的動力改裝中的一項標準。
空氣濾清器
影響發動機性能的一個很重要因素是單位時間內進入氣缸內的空氣重量(簡稱進氣量)。進入氣缸的空氣越多,能使更多的燃油充分燃燒 (大部分行車電腦能偵察到空氣的增多並實時提供更多燃油),發動機就能產生更大的能量,即功率增大。從另一個角度來說,燃料和助燃的氣體越多,對活塞的壓力就越大,發動機也就能產生更大的扭力,所以對同一台發動機來說,進氣量的多少與動力性能成正比。由此可見,提升車子動力表現的第一步便是改善發動機的進氣量,而最方便和容易的方法便是更換一個高性能的空氣濾清器(俗稱風隔)。裝在風箱內的空氣濾清器是用來阻隔灰塵、異物,避免其進入發動機導致故障的,但同時它也對空氣有輕量的阻礙作用(有些賽車隊為求增大馬力而冒險採用不裝空氣濾清器的方法,但我絕不提議使用)。一般原廠空氣濾清器是利用紙質濾網表面的小孔來阻隔灰塵和異物,這設計會減低約8-10%的進氣量(但會很寧靜),尤其是當濾網表面布滿灰塵的時候,進氣就變得更艱難了。高性能空氣濾清器一般採用成本較高的棉質或海綿(foam)濾網並配合專用的濾網油來阻隔灰塵,由於綿是三維立體的過濾介質,灰塵在通過時會被它縱橫交錯的多層纖維阻隔,然後再由濾網油使其浮離於濾網表面,不會像紙質濾網般當小孔被灰塵堵塞後便失效,因此進氣效率更高而持久。海綿濾網則有比綿質濾網更高的吸塵容量(dust retention capacity),不容易穿孔且不怕潮濕,有更長的清潔週期 亦即能更長時間保持良好的透氣性能,是一個低成本但非常有效的改裝。市面上許多名牌高性能濾網都有配合國內流行車型原裝風箱的型號供應,價錢大都在二、三百元之內。
進氣管的改裝
氣體的膨脹率相比固體和液體大得多,因此溫度對單位體積內的氣體重量有很大影響。進入發動機的空氣溫度越低,氣缸就可容納更多的空氣,以產生更大的燃燒效率。大家是否發現愛車在冬天時的動力表現比夏天好呢?就是這個道理。另一方面,如果能增加進氣口的面積來提升發動機的進氣量,亦可達到同樣的效果。但在民用車的發動機艙內,風箱進風口大小和位置往往要顧及生產成本和遷就其它部件(如電瓶、冷卻水箱等)的關係而做得不太理想,因此如果把原來的部件改裝成高流量設計(如改用“冬菇頭”形狀的空氣濾清器 好處就是可較好地利用空間,加大透氣面積)並把進氣口改到遠離高熱部件的地方,便可改善發動機的動力表現。要達到這個目的有下列多種方法。要降低進氣溫度,首先就是要把進氣口從發動機艙內(溫度普遍達70℃以上)改到發動機艙外,從外界吸進較低溫的空氣。進風口可設置在車前端任何可用的位置,但應儘可能地高,避免吸入地面附近的熱空氣和泥土砂石,極端的改裝甚至會在發動機艙蓋或前大燈的位置上開孔。第二要防止發動機艙的熱量傳入進氣管道內。方法包括用傳熱慢的材料(如碳纖維或玻璃纖維等,而鋁合金雖然比碳纖維進氣管的隔熱效果差一些,但因為氣流速度高,所以問題也不大,要緊的是進氣口的設計和生產成本……)製造進氣管道、風箱並儘量密封它們。若有*近發動機排氣歧管的進氣管道,可考慮用絕熱布包裹。市場上有一些現成的進氣套裝供選擇,安裝方便,性能也好,比如 Pipercross、ITG和K&N出產的套裝,適合很多品牌的汽車安裝。在選擇時應留意以下幾點:通常濾網面積越大、風箱輪廓越圓滑,風箱前進氣管道越粗、越少彎曲、管壁越圓滑,整個系統的進氣性能就越好。另外造風箱和管道外殼的材料越能隔熱,保持低進氣溫度的效果也越好。
改裝進氣系統時要注意以下問題,儘量把風箱或“冬菇頭”置在遠離渦輪增壓器或排氣岐管等高熱部件的地方,如無法避免則需加裝隔熱板來減低影響(如果只是隨便找一個方便但接近熱源或是空氣流通不暢順的位置,效果可能比原廠風箱還差);小心濾網油的使用,如添加太多或方法不對會令空氣流量計被溢出的濾網油污染而影響準確性,甚至會觸動發動機警告燈並誤導行車電腦進入自我保護模式(limp home mode),嚴重影響正常行車表現;某些空氣濾清器會有較大的氣流噪音;風箱至節氣門之間的管道不可隨便修改,特別是其長度(因為這段管道的設計對發動機性能有較複雜的影響,要*測功機才能找到最合適的長度);在進氣系統基本不變的情況下,單單更換濾網不會使性能有很大提高;最後在著手改裝的時候,經常會受到發動機艙內其它原廠部件性能的制約(如燃油供應系統和凸輪軸),當達到現有條件內最理想的空燃比例後,最多的進氣量也不會提升馬力,實際的運用和效果便要看改裝技師的心思和經驗了。每台發動機都有它自身的最佳空燃比例,而這比例是受限於自身條件的,如凸輪軸的camlift高度,氣門的數目和大小等等。在其它部件不變的情況下,光是進氣量增大,超過一定程度後,其性能提升就不再顯著了。如果需要注重低扭或高轉功率等不同需求的改裝,可用風箱至節氣門之間的管道長度來調校,但這段管道的設計對發動機的性能有較複雜的影響,要*測功機反覆測試才能找到最合適的長度。
總的來說,在多數街車上,改裝風箱和風箱前的管道是性價比十分高的性能改裝。如果肯花時間,還可手工製造,無需很特別的工具。選擇進氣套裝或自己動手DIY時要留意的是系統所搭配的濾網是否容易買到,不然這套系統以後將會帶來更多的花費和麻煩。

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空氣濾清器
影響發動機性能的一個很重要因素是單位時間內進入氣缸內的空氣重量(簡稱進氣量)。進入氣缸的空氣越多,能使更多的燃油充分燃燒 (大部分行車電腦能偵察到空氣的增多並實時提供更多燃油),發動機就能產生更大的能量,即功率增大。從另一個角度來說,燃料和助燃的氣體越多,對活塞的壓力就越大,發動機也就能產生更大的扭力,所以對同一台發動機來說,進氣量的多少與動力性能成正比。由此可見,提升車子動力表現的第一步便是改善發動機的進氣量,而最方便和容易的方法便是更換一個高性能的空氣濾清器(俗稱風隔)。裝在風箱內的空氣濾清器是用來阻隔灰塵、異物,避免其進入發動機導致故障的,但同時它也對空氣有輕量的阻礙作用(有些賽車隊為求增大馬力而冒險採用不裝空氣濾清器的方法,但我絕不提議使用)。一般原廠空氣濾清器是利用紙質濾網表面的小孔來阻隔灰塵和異物,這設計會減低約8-10%的進氣量(但會很寧靜),尤其是當濾網表面布滿灰塵的時候,進氣就變得更艱難了。高性能空氣濾清器一般採用成本較高的棉質或海綿(foam)濾網並配合專用的濾網油來阻隔灰塵,由於綿是三維立體的過濾介質,灰塵在通過時會被它縱橫交錯的多層纖維阻隔,然後再由濾網油使其浮離於濾網表面,不會像紙質濾網般當小孔被灰塵堵塞後便失效,因此進氣效率更高而持久。海綿濾網則有比綿質濾網更高的吸塵容量(dust retention capacity),不容易穿孔且不怕潮濕,有更長的清潔週期 亦即能更長時間保持良好的透氣性能,是一個低成本但非常有效的改裝。市面上許多名牌高性能濾網都有配合國內流行車型原裝風箱的型號供應,價錢大都在二、三百元之內。
進氣管的改裝
氣體的膨脹率相比固體和液體大得多,因此溫度對單位體積內的氣體重量有很大影響。進入發動機的空氣溫度越低,氣缸就可容納更多的空氣,以產生更大的燃燒效率。大家是否發現愛車在冬天時的動力表現比夏天好呢?就是這個道理。另一方面,如果能增加進氣口的面積來提升發動機的進氣量,亦可達到同樣的效果。但在民用車的發動機艙內,風箱進風口大小和位置往往要顧及生產成本和遷就其它部件(如電瓶、冷卻水箱等)的關係而做得不太理想,因此如果把原來的部件改裝成高流量設計(如改用“冬菇頭”形狀的空氣濾清器 好處就是可較好地利用空間,加大透氣面積)並把進氣口改到遠離高熱部件的地方,便可改善發動機的動力表現。要達到這個目的有下列多種方法。要降低進氣溫度,首先就是要把進氣口從發動機艙內(溫度普遍達70℃以上)改到發動機艙外,從外界吸進較低溫的空氣。進風口可設置在車前端任何可用的位置,但應儘可能地高,避免吸入地面附近的熱空氣和泥土砂石,極端的改裝甚至會在發動機艙蓋或前大燈的位置上開孔。第二要防止發動機艙的熱量傳入進氣管道內。方法包括用傳熱慢的材料(如碳纖維或玻璃纖維等,而鋁合金雖然比碳纖維進氣管的隔熱效果差一些,但因為氣流速度高,所以問題也不大,要緊的是進氣口的設計和生產成本……)製造進氣管道、風箱並儘量密封它們。若有*近發動機排氣歧管的進氣管道,可考慮用絕熱布包裹。市場上有一些現成的進氣套裝供選擇,安裝方便,性能也好,比如 Pipercross、ITG和K&N出產的套裝,適合很多品牌的汽車安裝。在選擇時應留意以下幾點:通常濾網面積越大、風箱輪廓越圓滑,風箱前進氣管道越粗、越少彎曲、管壁越圓滑,整個系統的進氣性能就越好。另外造風箱和管道外殼的材料越能隔熱,保持低進氣溫度的效果也越好。
改裝進氣系統時要注意以下問題,儘量把風箱或“冬菇頭”置在遠離渦輪增壓器或排氣岐管等高熱部件的地方,如無法避免則需加裝隔熱板來減低影響(如果只是隨便找一個方便但接近熱源或是空氣流通不暢順的位置,效果可能比原廠風箱還差);小心濾網油的使用,如添加太多或方法不對會令空氣流量計被溢出的濾網油污染而影響準確性,甚至會觸動發動機警告燈並誤導行車電腦進入自我保護模式(limp home mode),嚴重影響正常行車表現;某些空氣濾清器會有較大的氣流噪音;風箱至節氣門之間的管道不可隨便修改,特別是其長度(因為這段管道的設計對發動機性能有較複雜的影響,要*測功機才能找到最合適的長度);在進氣系統基本不變的情況下,單單更換濾網不會使性能有很大提高;最後在著手改裝的時候,經常會受到發動機艙內其它原廠部件性能的制約(如燃油供應系統和凸輪軸),當達到現有條件內最理想的空燃比例後,最多的進氣量也不會提升馬力,實際的運用和效果便要看改裝技師的心思和經驗了。每台發動機都有它自身的最佳空燃比例,而這比例是受限於自身條件的,如凸輪軸的camlift高度,氣門的數目和大小等等。在其它部件不變的情況下,光是進氣量增大,超過一定程度後,其性能提升就不再顯著了。如果需要注重低扭或高轉功率等不同需求的改裝,可用風箱至節氣門之間的管道長度來調校,但這段管道的設計對發動機的性能有較複雜的影響,要*測功機反覆測試才能找到最合適的長度。
總的來說,在多數街車上,改裝風箱和風箱前的管道是性價比十分高的性能改裝。如果肯花時間,還可手工製造,無需很特別的工具。選擇進氣套裝或自己動手DIY時要留意的是系統所搭配的濾網是否容易買到,不然這套系統以後將會帶來更多的花費和麻煩。

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April 8, 2008
sunny300kes
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轉向過多(OverSteer)又稱“甩尾”,情況與轉向不足相反,後輪偏離原來行車線向彎外滑動,注意圖中賽車的前輪已向反方向打以消除這個現象。 貌不驚人,粗細高低不同的各式(色)彈簧,是支配車身離地高度、傾側度和乘坐舒適感的重要配件。 剎車時的重量向前轉移現象,令這台福特Focus的尾部高高翹起。 日本Top Secret出品的“絞牙避震” 可調高低式減震器的港式俗稱。它的筒身刻有可調整彈簧高度的彈簧底座,一般人只用它來降低車身高度,其實它的另一重作用是調校四個車輪的獨立負重(corner weight)。在下期將有corner weight 的詳細解說。
1.減震器並不一定是每軸一雙的,這是雷諾方程式Formula Renault)用的單筒式 (Mono shock) 設計。
2.這是安裝在一台三菱EVO拉力賽車發動機艙內的一雙前減震器外置氮氣瓶 (置于發動機後上方的兩個銀色罐)。
3.圖中的可調高度式(Height Adjustable,又稱絞牙避震)減震器共配兩組彈簧,分別是紅色的輔助彈簧(Helper Spring)和黑色的主彈簧。輔助彈簧除可產生漸進效果外,主要作用是防止主彈簧在(受壓)回彈時脫離底座而發生危險。
絞牙避震
絞牙避震( Height. Adjustable. Damper) 源自賽車技術,指有可調(彈簧)高度設計(香港人俗稱“絞牙”設計)的減震器。顧名思義,可調高度式減震器的最大好處是可以很方便地獨立調整車身四角的離地間隙。當車子靜止時,車身四個角的離地距離對該位置上車輪的負重有很大的影響:增加車身左後角的離地間隙,便增加左後輪及其對角線車輪(即右前輪)的負重,同時另外對角上的兩只車輪(左前及右後輪)的負重則會減少。如果減少離地間隙則效果相反。因此在一定程度上可調高度式減震器可用來調校包括車手和載(汽)油量的靜止重量分布(static weight distribution)。在賽車場上,專業車隊會利用離地間隙和車輪負重的關係,來計算賽車上每角車輪的負重(即角重corner weights),角重進行過調整的賽車在動態時會有較少的重量轉移和較好的整車平衡,能幫助提升輪胎的極限。在調校角重時最理想的當然是可以把車重平均分配(或為特別效果而刻意增減個別車輪的負重)。但事實上,除了方程式賽車能做到理想的重量分布外,絕大多數的車,包括GT賽車也做不到這一點(FF房車最差,因車手、發動機和變速箱的重量都集中在前面,嚴重的天生不平衡)。說遠了,回到民用車上,多數車迷都只會在最初改裝可調高度式減震器時玩一下這特別的設計,但後來往往不會再有耐性進行細緻的調整(畢竟每次開車前按乘客的數目、乘坐位置或將駛經路線上的路況來調校車子每角的負重和離地距是件很麻煩的事)。如此一來除可調高度外,有“絞牙”設計減震器的性能表現並不一定比沒有的強。而從實用的角度來看,如果只為降低車身和減低車子在彎中的傾側度,那麼簡單地換一套短而硬的彈簧配相應的避震器,可能會更省心。以後有機會的話,我還將就絞牙避震的細緻調校對駕駛的影響做更詳細介紹。
多路可調式減震器
市面上有些可調式(軟硬可調)減震器設有多段的壓縮(compress,或稱bump)或伸長(decompress,或稱rebound)的阻尼調校功能。和可調高度一樣,這設計也是為競賽而設的。簡單地說,一路可調式減震器(1 way adjustable damper,通常只可調減震器回彈時的阻尼)有12段調校選擇;而兩路可調式(2 way adjustable,即減震器壓縮和回彈時的阻尼均可調 )會再多12段的調校選擇,即理論上它有12×12=144款調校組合。如果再加到三路甚至是四路可調式設計(可再細分調校高速和低速的壓縮回彈阻尼),組合結果會更多。如以壓縮為例,車子快速通過賽道路肩時減震器會產生高速壓縮,而車子在轉向、加速、剎車時引發的重量轉移則會產生低速壓縮。因此這種多路可調式設計可多達N種減震阻尼(軟硬)的組合,當然這是純理論值,實際上可產生明顯效果的組合並沒有這麼多,而且有些組合更有互相抵消的效果。對於專業車手(尤其是拉力車手)來說,多路式減震器非常重要,因為調校得宜的減震器可令賽車在非常顛簸的砂石路面上穩定地高速飛馳。
但除非是高燒中的發燒友或是準備出賽,太多軟硬可調設計並不實際(競賽用的設計在民用角度看都是不切實際的)。以我個人的經驗來說,在買車時選擇原廠運動懸掛配置(sport suspension option,在國外很普遍,尤其是寶馬和奔馳等歐洲車廠都會提供這些選擇,相信國內也很快會流行)是最好的妥協,不然的話買一套一路可調式減震器回來再調校一個自己覺得可以接受的設定便可以了,太多的選擇只會令你傷透腦筋。除了彈簧和減震器外,懸掛系統內還有其它不那麼容易注意到,但同樣舉足輕重的東西:防傾桿、關節襯墊和用于加固車身的配件等。
車身加強
在前後懸掛的支柱頂部(俗稱“塔頂”)加裝“塔頂巴”(橫拉桿),把左右塔頂用硬桿連接起來,可以加強車身剛度,避免車身兩邊因重量轉移改變了受力點而扭曲,繼而影響車輪前束、車輪傾角等的動態幾何。“塔頂巴”讓懸掛系統的運動軌跡保持設計的初衷,從而在急轉彎時把系統的動態幾何控制在較理想的範圍內,而且加裝前頂巴可使車子的轉向更靈敏和直接。但由於車身剛度的加強,轉彎時重量轉移會加劇(原本較軟的車身會抵消一部分的力),若塔頂巴是加在前軸,那麼前輪的重量轉移較多,令前軸的車輪先於後軸到達極限,出現轉向不足。同一道理如加在後軸就偏向於轉向過度,可見塔頂巴亦有類似於防傾桿的作用(在下文有詳細解釋)。很多街車的車底用于固定搖臂的部位是很弱的,所以有些改裝商會建議在這裡裝“底巴”,加強搖臂的關節點,原理和塔頂巴是一樣的。當然這一切都是基於其它條件不變的理論情況,但現實中的情況不會這麼簡單,不然的話很容易便可當改裝專家了。裝配頂巴是很簡單的技術,大部份情況下只要位置合適便可,充其量要注意的是頂巴的設計會否影響一些簡單的日常維修工作如換機油濾請器和火花塞等,名牌與否在此關係不大。
懸掛關節的襯墊
街車由於要顧及使用壽命和平順性、寧靜性,懸掛系統的所有關節都採用橡膠質地的襯墊(bush),即金屬之間不會有直接接觸,但缺點是軟襯墊令車子的操控不夠敏銳和直接,而且剛度不夠會令激烈駕駛時懸掛系統產生多餘的動態幾何變化,影響車子的操控表現。另外經常高速行車所產生的熱力也會令橡膠質地的襯墊壽命縮短,要經常更換。如果改裝懸掛時可以換上硬度較大、耐熱較好,用聚亞安酯(polyurethane)等物料製造的襯墊,可大大改善上面提到的問題,代價是犧牲一些乘坐舒適感。事實上在專業賽車上,會乾脆把關節改成金屬製造的球狀軸承(spherical joints,俗稱“波子”)。波子需要好的潤滑和經常的維護,噪音大,而且不能緩衝來自各個方向的衝擊,要求車架十分牢固,加上全無乘坐舒適性,不適合用于街車。
防傾桿
如果單*基本的彈簧、減震器去提供足夠的力矩,把車身在轉向時的傾斜程度改善過來,所需要的強(硬)度不但會令司機和乘客接受不來,強烈的震蕩亦會影響車上其它部件的性能和耐用性,絕對是得不償失。因此大部份的高性能房車都配上了防傾桿(anti-roll bar,也稱穩定桿,stabilizer 或swaybar)。防傾桿的基本設計是用一條U形的金屬桿把兩側懸掛連起來,作用是當車子傾側時,即外側的懸掛被壓縮,內側懸掛被拉長時發揮一個抗扭作用,分別減低外側和內側懸掛的壓縮及拉長幅度,減少車子的傾側度。防傾桿的抗扭度(torsional stiffness)決定於它的直徑和長度,直徑越粗、兩端搖臂離桿的中間點越遠,抗扭力越強,相反則越弱。防傾桿的最大好處是它可以“防傾”,但又不會影響車子的彈性係數,因為在同一輪軸上的兩側懸掛同時壓縮或伸長時防傾桿是不起作用的,因此配有防傾桿的車子可以用上較軟的彈簧,令一般行車時可以維持一定的舒適感。
除了“防傾”外,防傾桿對汽車的轉向特性有十分大的影響,在某程度上它的作用比彈簧和減震器還要明顯。防傾桿越強,在轉彎時壓在外側車輪的重量便會越大(因為在其它因素不變的情況下,裝有較強防傾桿的一軸會有較高的重量轉移速率),亦即是在這一軸外側的車輪將可能是四個車輪中第一個到達極限的車輪,當超越這極限時轉向過少(如出問題的輪子在前軸)或轉向過多(如在後軸)等現象便會出現。同樣的道理也可應用在前後彈簧和減震器的設定上,即有相對較強彈簧/減震器組合的一軸會首先出現推頭或甩尾的現象。大部份街車的操控特性在出廠時都被設定於偏向於轉向不足 因為這樣的車相對容易控制,只要拖點剎車就能減小轉向不足的現象,符合多數人的本能反應,是一項保守但安全的設計。在改裝懸掛系統時要注意前後軸的平衡和新設定對車子操控特性上的影響。
以下是改裝防傾桿時的一些建議。
如果街車出廠時只有一條防傾桿,那麼一定是在前軸的,如果根本沒有防傾桿,那麼改裝時應優先考慮在前軸加防傾桿,這樣會安全一些。如果你有很好的賽車駕駛技術,可以在原車的基礎上,加強後軸的防傾桿,這樣車子的操控會較活潑,轉彎時更靈活,但如果搭配失當將會使車子在高速轉向時出現甩尾現象,容易發生意外。前後防傾桿的相對強弱除了要考慮操控設定的需要外,還要配合彈簧的軟硬(彈性係數),比如原來已選用非常硬的彈簧,那麼加裝上的防傾桿可能就無“傾”可防了。防傾桿的結構有空心和實心兩種,空心的較輕,但由於生產難度大,所以價格貴得多。如果資金充裕,買可調(長短)的防傾桿更容易發揮車的潛能。
其實對大部份車迷來說,最方便和有效的方法是找一間有信譽的改裝公司,讓它介紹一套專為自己車款型號而設計的防傾桿套裝。事實上很多車廠都有官方或半官方的改裝專家為自己的產品設計改裝部件,例如開豐田車的可選擇TRD、TOM’s 的出品,本田可找無限(Mugen),寶馬可用Eibach,Bilstein,大眾則有Neuspeed和ABT(奧迪)等。雖然這些套餐式的改裝件並不一定能100%地滿足你的要求,但它們中的大部份都會對車子的操控性有可觀的改善,即便是最差情況下也不會產生一些相反甚至是危險的效果。
再談輪胎
在談論懸掛系統時,輪胎很容易被忽視,實際上輪胎除了提供與地面的抓地力之外,也起到與彈簧、減震器相類似的作用,而且輪胎的發明也正是為了起到緩衝作用,而不是為提供大的抓地力(第一條輪胎就是為自行車減震而造的)。在正常行駛時,所有的路面衝擊都是從輪胎開始傳遞上去的,輪胎對車身起著第一層保護作用。用小直徑的輪圈配胎壁較高的輪胎,相當于長而軟的彈簧和減震器,舒適性較好,但運動性能就較差了,反之,要提高運動性能,用扁平輪胎就能在保證很好的效果。輪胎的軟硬也應和彈簧、減震器相適應,不要換了硬的彈簧和減震器之後還沿用原裝的軟輪胎,這樣即使是作了大的投資也起不到大的作用。
總結
懸掛系統關係到汽車的平順性、轉彎性能、加速和剎車性能,而且牽涉的部件很多,要改好懸掛系統,是一個複雜的工程,只要一個配件選擇不對,都會令車的性能變得難以掌握,所以最好選擇規模較大、有專業設備和長期經驗的改裝店去改裝。最後要提醒大家的是改裝了懸掛系統後別忘了去做一次四輪定位檢查,因為輕微的懸掛幾何偏差都會令花巨款得來的改裝效果大打折扣。

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1.減震器並不一定是每軸一雙的,這是雷諾方程式Formula Renault)用的單筒式 (Mono shock) 設計。
2.這是安裝在一台三菱EVO拉力賽車發動機艙內的一雙前減震器外置氮氣瓶 (置于發動機後上方的兩個銀色罐)。
3.圖中的可調高度式(Height Adjustable,又稱絞牙避震)減震器共配兩組彈簧,分別是紅色的輔助彈簧(Helper Spring)和黑色的主彈簧。輔助彈簧除可產生漸進效果外,主要作用是防止主彈簧在(受壓)回彈時脫離底座而發生危險。
絞牙避震
絞牙避震( Height. Adjustable. Damper) 源自賽車技術,指有可調(彈簧)高度設計(香港人俗稱“絞牙”設計)的減震器。顧名思義,可調高度式減震器的最大好處是可以很方便地獨立調整車身四角的離地間隙。當車子靜止時,車身四個角的離地距離對該位置上車輪的負重有很大的影響:增加車身左後角的離地間隙,便增加左後輪及其對角線車輪(即右前輪)的負重,同時另外對角上的兩只車輪(左前及右後輪)的負重則會減少。如果減少離地間隙則效果相反。因此在一定程度上可調高度式減震器可用來調校包括車手和載(汽)油量的靜止重量分布(static weight distribution)。在賽車場上,專業車隊會利用離地間隙和車輪負重的關係,來計算賽車上每角車輪的負重(即角重corner weights),角重進行過調整的賽車在動態時會有較少的重量轉移和較好的整車平衡,能幫助提升輪胎的極限。在調校角重時最理想的當然是可以把車重平均分配(或為特別效果而刻意增減個別車輪的負重)。但事實上,除了方程式賽車能做到理想的重量分布外,絕大多數的車,包括GT賽車也做不到這一點(FF房車最差,因車手、發動機和變速箱的重量都集中在前面,嚴重的天生不平衡)。說遠了,回到民用車上,多數車迷都只會在最初改裝可調高度式減震器時玩一下這特別的設計,但後來往往不會再有耐性進行細緻的調整(畢竟每次開車前按乘客的數目、乘坐位置或將駛經路線上的路況來調校車子每角的負重和離地距是件很麻煩的事)。如此一來除可調高度外,有“絞牙”設計減震器的性能表現並不一定比沒有的強。而從實用的角度來看,如果只為降低車身和減低車子在彎中的傾側度,那麼簡單地換一套短而硬的彈簧配相應的避震器,可能會更省心。以後有機會的話,我還將就絞牙避震的細緻調校對駕駛的影響做更詳細介紹。
多路可調式減震器
市面上有些可調式(軟硬可調)減震器設有多段的壓縮(compress,或稱bump)或伸長(decompress,或稱rebound)的阻尼調校功能。和可調高度一樣,這設計也是為競賽而設的。簡單地說,一路可調式減震器(1 way adjustable damper,通常只可調減震器回彈時的阻尼)有12段調校選擇;而兩路可調式(2 way adjustable,即減震器壓縮和回彈時的阻尼均可調 )會再多12段的調校選擇,即理論上它有12×12=144款調校組合。如果再加到三路甚至是四路可調式設計(可再細分調校高速和低速的壓縮回彈阻尼),組合結果會更多。如以壓縮為例,車子快速通過賽道路肩時減震器會產生高速壓縮,而車子在轉向、加速、剎車時引發的重量轉移則會產生低速壓縮。因此這種多路可調式設計可多達N種減震阻尼(軟硬)的組合,當然這是純理論值,實際上可產生明顯效果的組合並沒有這麼多,而且有些組合更有互相抵消的效果。對於專業車手(尤其是拉力車手)來說,多路式減震器非常重要,因為調校得宜的減震器可令賽車在非常顛簸的砂石路面上穩定地高速飛馳。
但除非是高燒中的發燒友或是準備出賽,太多軟硬可調設計並不實際(競賽用的設計在民用角度看都是不切實際的)。以我個人的經驗來說,在買車時選擇原廠運動懸掛配置(sport suspension option,在國外很普遍,尤其是寶馬和奔馳等歐洲車廠都會提供這些選擇,相信國內也很快會流行)是最好的妥協,不然的話買一套一路可調式減震器回來再調校一個自己覺得可以接受的設定便可以了,太多的選擇只會令你傷透腦筋。除了彈簧和減震器外,懸掛系統內還有其它不那麼容易注意到,但同樣舉足輕重的東西:防傾桿、關節襯墊和用于加固車身的配件等。
車身加強
在前後懸掛的支柱頂部(俗稱“塔頂”)加裝“塔頂巴”(橫拉桿),把左右塔頂用硬桿連接起來,可以加強車身剛度,避免車身兩邊因重量轉移改變了受力點而扭曲,繼而影響車輪前束、車輪傾角等的動態幾何。“塔頂巴”讓懸掛系統的運動軌跡保持設計的初衷,從而在急轉彎時把系統的動態幾何控制在較理想的範圍內,而且加裝前頂巴可使車子的轉向更靈敏和直接。但由於車身剛度的加強,轉彎時重量轉移會加劇(原本較軟的車身會抵消一部分的力),若塔頂巴是加在前軸,那麼前輪的重量轉移較多,令前軸的車輪先於後軸到達極限,出現轉向不足。同一道理如加在後軸就偏向於轉向過度,可見塔頂巴亦有類似於防傾桿的作用(在下文有詳細解釋)。很多街車的車底用于固定搖臂的部位是很弱的,所以有些改裝商會建議在這裡裝“底巴”,加強搖臂的關節點,原理和塔頂巴是一樣的。當然這一切都是基於其它條件不變的理論情況,但現實中的情況不會這麼簡單,不然的話很容易便可當改裝專家了。裝配頂巴是很簡單的技術,大部份情況下只要位置合適便可,充其量要注意的是頂巴的設計會否影響一些簡單的日常維修工作如換機油濾請器和火花塞等,名牌與否在此關係不大。
懸掛關節的襯墊
街車由於要顧及使用壽命和平順性、寧靜性,懸掛系統的所有關節都採用橡膠質地的襯墊(bush),即金屬之間不會有直接接觸,但缺點是軟襯墊令車子的操控不夠敏銳和直接,而且剛度不夠會令激烈駕駛時懸掛系統產生多餘的動態幾何變化,影響車子的操控表現。另外經常高速行車所產生的熱力也會令橡膠質地的襯墊壽命縮短,要經常更換。如果改裝懸掛時可以換上硬度較大、耐熱較好,用聚亞安酯(polyurethane)等物料製造的襯墊,可大大改善上面提到的問題,代價是犧牲一些乘坐舒適感。事實上在專業賽車上,會乾脆把關節改成金屬製造的球狀軸承(spherical joints,俗稱“波子”)。波子需要好的潤滑和經常的維護,噪音大,而且不能緩衝來自各個方向的衝擊,要求車架十分牢固,加上全無乘坐舒適性,不適合用于街車。
防傾桿
如果單*基本的彈簧、減震器去提供足夠的力矩,把車身在轉向時的傾斜程度改善過來,所需要的強(硬)度不但會令司機和乘客接受不來,強烈的震蕩亦會影響車上其它部件的性能和耐用性,絕對是得不償失。因此大部份的高性能房車都配上了防傾桿(anti-roll bar,也稱穩定桿,stabilizer 或swaybar)。防傾桿的基本設計是用一條U形的金屬桿把兩側懸掛連起來,作用是當車子傾側時,即外側的懸掛被壓縮,內側懸掛被拉長時發揮一個抗扭作用,分別減低外側和內側懸掛的壓縮及拉長幅度,減少車子的傾側度。防傾桿的抗扭度(torsional stiffness)決定於它的直徑和長度,直徑越粗、兩端搖臂離桿的中間點越遠,抗扭力越強,相反則越弱。防傾桿的最大好處是它可以“防傾”,但又不會影響車子的彈性係數,因為在同一輪軸上的兩側懸掛同時壓縮或伸長時防傾桿是不起作用的,因此配有防傾桿的車子可以用上較軟的彈簧,令一般行車時可以維持一定的舒適感。
除了“防傾”外,防傾桿對汽車的轉向特性有十分大的影響,在某程度上它的作用比彈簧和減震器還要明顯。防傾桿越強,在轉彎時壓在外側車輪的重量便會越大(因為在其它因素不變的情況下,裝有較強防傾桿的一軸會有較高的重量轉移速率),亦即是在這一軸外側的車輪將可能是四個車輪中第一個到達極限的車輪,當超越這極限時轉向過少(如出問題的輪子在前軸)或轉向過多(如在後軸)等現象便會出現。同樣的道理也可應用在前後彈簧和減震器的設定上,即有相對較強彈簧/減震器組合的一軸會首先出現推頭或甩尾的現象。大部份街車的操控特性在出廠時都被設定於偏向於轉向不足 因為這樣的車相對容易控制,只要拖點剎車就能減小轉向不足的現象,符合多數人的本能反應,是一項保守但安全的設計。在改裝懸掛系統時要注意前後軸的平衡和新設定對車子操控特性上的影響。
以下是改裝防傾桿時的一些建議。
如果街車出廠時只有一條防傾桿,那麼一定是在前軸的,如果根本沒有防傾桿,那麼改裝時應優先考慮在前軸加防傾桿,這樣會安全一些。如果你有很好的賽車駕駛技術,可以在原車的基礎上,加強後軸的防傾桿,這樣車子的操控會較活潑,轉彎時更靈活,但如果搭配失當將會使車子在高速轉向時出現甩尾現象,容易發生意外。前後防傾桿的相對強弱除了要考慮操控設定的需要外,還要配合彈簧的軟硬(彈性係數),比如原來已選用非常硬的彈簧,那麼加裝上的防傾桿可能就無“傾”可防了。防傾桿的結構有空心和實心兩種,空心的較輕,但由於生產難度大,所以價格貴得多。如果資金充裕,買可調(長短)的防傾桿更容易發揮車的潛能。
其實對大部份車迷來說,最方便和有效的方法是找一間有信譽的改裝公司,讓它介紹一套專為自己車款型號而設計的防傾桿套裝。事實上很多車廠都有官方或半官方的改裝專家為自己的產品設計改裝部件,例如開豐田車的可選擇TRD、TOM’s 的出品,本田可找無限(Mugen),寶馬可用Eibach,Bilstein,大眾則有Neuspeed和ABT(奧迪)等。雖然這些套餐式的改裝件並不一定能100%地滿足你的要求,但它們中的大部份都會對車子的操控性有可觀的改善,即便是最差情況下也不會產生一些相反甚至是危險的效果。
再談輪胎
在談論懸掛系統時,輪胎很容易被忽視,實際上輪胎除了提供與地面的抓地力之外,也起到與彈簧、減震器相類似的作用,而且輪胎的發明也正是為了起到緩衝作用,而不是為提供大的抓地力(第一條輪胎就是為自行車減震而造的)。在正常行駛時,所有的路面衝擊都是從輪胎開始傳遞上去的,輪胎對車身起著第一層保護作用。用小直徑的輪圈配胎壁較高的輪胎,相當于長而軟的彈簧和減震器,舒適性較好,但運動性能就較差了,反之,要提高運動性能,用扁平輪胎就能在保證很好的效果。輪胎的軟硬也應和彈簧、減震器相適應,不要換了硬的彈簧和減震器之後還沿用原裝的軟輪胎,這樣即使是作了大的投資也起不到大的作用。
總結
懸掛系統關係到汽車的平順性、轉彎性能、加速和剎車性能,而且牽涉的部件很多,要改好懸掛系統,是一個複雜的工程,只要一個配件選擇不對,都會令車的性能變得難以掌握,所以最好選擇規模較大、有專業設備和長期經驗的改裝店去改裝。最後要提醒大家的是改裝了懸掛系統後別忘了去做一次四輪定位檢查,因為輕微的懸掛幾何偏差都會令花巨款得來的改裝效果大打折扣。

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April 8, 2008
sunny300kes
在天空部落發表於00:03:03 |
未分類
汽車的懸掛系統是一個十分複雜的系統,各個配件之間有著千絲萬縷的關係,當然作為車主並不需要知道太多深奧的理論,但如果要改裝得宜,達到預期的理想效果,一些基本理論知識是必需的,希望大家不會覺得沉悶。
車輛動態,重量轉移
一台汽車,不論它的形狀大小都只有四點 即車的四只輪胎接觸地面,而這只輪胎分別承擔了車 及它所搭載人和物的總重量。假設一輛FF車(前置發動機,前輪驅動)的總重是1000kg,在“靜止”時每只前後輪胎負重分別只是300 kg和200kg(每邊計),但當車子一“動”起來以後,每只輪胎的負重隨即出現了微妙的變化。簡單地說物理學上的動態慣性 (我們在乘車時身體在車子加速時向後壓,減速時會向前衝,轉向時會向反方向擺動所感覺到的力量) ,會令車子無論是在加速,減速或是轉向都會產生重量轉移(weight transfer),而重量轉移的結果是令個別輪子的負重激增,例如在平地上急剎車時原來由後輪負擔的大部份重量會在一瞬間轉移到前輪上,即原來只負擔600kg車重的兩個前輪一下子要負擔高達800kg(或更多)的車重;這還不算,如果車子在高速下坡時要拐一個急右彎,而司機在彎中突然松油門,這一連串動作引致的重量轉移會使右後輪負重是零(因為它己凌空了) !左前輪的負重則可能高達800kg,而左後輪和右前輪則可能分別只有80kg和120kg的負重 這嚴重不均衡的現象會令左前胎不勝負荷而打滑(即Understeer,轉向不足),失去轉向能力而向前直衝。這時候開車的人如果在慌忙中踏下剎車,會令更多的重量由己經負重不多的後部向前移,結果左後胎因負重太少導致下壓力(down force)不足,摩擦力不足以抗衡車子在轉右彎時所產生的左橫向力,而產生向左橫移(即Oversteer,轉向過多)。以上是一個簡化了的例子,不同設計和驅動形式的車子在同一情況下產生的重量轉移速度和分布稍有不同,但基本的原理是一樣的。重量轉移是一把雙刃劍,控制不當會令車子“推頭” 轉向不足,或“甩尾” 轉向過多,如控制得宜則可增加個別車胎的下壓力,使加速、轉向或剎車時更得心應手,詳細的分析將來有機會和大家交流賽道駕駛心得時再談。
如何控制重量轉移
從上述的例子看到,如果可以減少車子在動態時的重量轉移現象,便可提高輪胎出現打滑前的極限,亦即大幅改善車的整體操控性。事實上在上世紀90年代初F1賽車就曾出現過“主動懸掛系統”(active suspension)的設計,是用電腦在適當的時候(如拐彎時)調節懸掛系統的強度,控制重量轉移現象的發生。後來這種系統被FIA改例禁止(因為這成功的設計令賽車運動不夠人性化)。在明白過理論後我來介紹幾個可以控制重量轉移的改裝方法。
第一個方法是減小車重。車的總重減小了自然轉移的重量也少了,也即是同一條件下輪胎的負荷少了,極限當然會更高。大家還記得還記得在改裝物語第一章中我提到減少車重的重要性和方法嗎? 如果忘記的話請再翻閱一遍,要再提醒讀者的是需儘量減少車內尤其是尾廂內的雜物,因為它們絕對會跟隨車的動態慣性來作轉移,影響車子穩定性。
第二個方法是降低車子重心。因為任何物體重心越低,可以搖擺(roll)的幅度便越少,同時也等於被轉移的重量越少。降低車子重心的最簡單方法是把整車的高度降低,但千萬不要胡亂把原裝彈簧剪短以達目的,這種土法改裝的副作用會令車主得不償失,在下文我會介紹正統的方法。
第三則是加強車子的抗傾側力(roll stiffness),即加強車體和懸掛系統的強(硬)度來壓制車的搖擺幅度,道理和降低重心一樣。對這種改裝最常用的方法是更換高強度的彈簧和避震器,加裝前後頂巴(tower bar) 和防傾桿(anti roll bar)等。
彈簧基本作用原理
彈簧基本上是一個能量儲存器,它利用了可伸長和壓縮的特性把車輪在經過不平的路面時產生的彈跳(能量)吸收和釋放,令車體可以保持平衡和穩定,而部分儲存在彈簧的能量在彈簧伸長(即回彈)時在減震器的調控下會轉化成熱能散播於空氣中。彈簧可分為漸進性和線性兩種,大多數汽車原裝及一般改裝用的都是漸進性彈簧(外觀上彈簧的粗細、疏密會有變化),好處是當受壓不大時,初段的彈性係數(spring rate俗稱K數,公制單位是kg/mm,英製單位是 lb/inch ,代表把彈簧壓縮1mm或 1英寸所需要的重量,數字越高彈性係數越強)不會太高,乘坐感會較好。而在彈簧被壓到中段時彈性係數開始逐步提高,保證了車子高速時的穩定性。缺點是操控起來精確度不夠。線性彈簧即是無論壓縮或拉長多少,彈性係數基本不變(外觀上彈簧粗細、疏密不變),這種彈簧的好處是讓汽車的動態變化較為穩定和線性,讓駕駛者較容易預知汽車在下一時刻將有怎樣的動態。而這種彈簧一般用于賽車及高性能改裝車上,因為它無須考慮舒適性和載重。另外也有賽車或一些街車改裝彈簧上另加一個小的較軟的輔助彈簧,這種變剛性彈簧組合除了有增加舒適性的作用外,還能在主彈簧受壓回彈時壓著主彈簧,防止主彈簧因此脫離彈簧座。
減震器原理及由來
最原始最簡單的汽車懸掛系統是用四條(葉片)彈簧把車身從輪子上撐起來的,後來人們不希望在遇到路面的一丁點凹凸之後車身就不停地振動,因此引入減震器(避震器、避震機)。這裡“減震”的意思不單是指讓振動幅度減小,更是把振動的能量吸收,減少車身振動的次數,保持車輪和地面接觸,所以減震器也叫吸震筒(shock absorber)。減震器的基本參數是阻尼值,即在壓縮(compress,或稱rebound)時可產生多大的阻力,數值越高,阻力越大。但阻尼值並不能決定車在過彎會傾側多少(這是彈簧的工作),它只會控制產生傾側的速率(rate,用多少時間完成傾側)。由於減震器在減震的過程中會受熱(從轉化彈簧的能量而來),因此在劇烈運動後會產生高溫,令減震器內的減震液失效(Shock fade),情形就像剎車油因過熱失效一樣。因此有些高級或比賽用的減震器(如Ohlins,Sachs等)會多帶一個氮氣瓶來控制減震液的溫度(減震桶中可容納更多的減震液,熱容量更大)。一般車用的原裝減震器,都是偏向舒適和應付各種路面的調校,所以大都配上較低阻尼的減震器和較弱的彈簧來保持行車舒適。顯而易見,改裝阻尼值大的減震器和硬彈簧會改善車子的重量轉移現象,增強在行車時的結實感和靈敏度,使整體的操控性大為改善,代價是失去了原車的乘坐舒適感,也犧牲了車上其它部件的耐用性。
彈簧、減震器配合改裝要訣
一般用于性能改裝的運動型彈簧(sport spring)都會把車身降低大約25-35mm (彈簧是決定車高的主要部件),並把彈性係數提升約20 -30%,通過更換運動型彈簧可以增強車的roll stiffness抗傾側力和降低重心,不但可減少各個方向的重量轉移,提高過彎極限,更可令車子看起來更有跑味,吸引眼球,是一舉兩得之作。如果更換的彈簧降低車身不到25mm,強度增加在15%之內,可考慮沿用原裝減震器(如果性能良好的話),這種搭配不但經濟,而且在改善操控和外觀之餘更可保持原車大部份的乘坐舒適感。但如果新彈簧的強度和長短超過這些範圍的話,便必須採用匹配的減震器,以確保系統的性能可以充分發揮,並且不影響行車安全。因為當彈簧強於減震時,減震器的減震功能便不能發揮,整車操控會變得輕浮和遲鈍,但如果是減震強於彈簧時會影響彈簧的緩衝效果,同時降低減震器壽命。要提醒大家的是,在改裝懸掛系統時彈簧是主角,即應先決定彈簧的強度和長短,其它的配件如減震器等都是用來配合的。另外前後彈簧的個別強度對車子的動態平衡(推頭/甩尾)有極大的影響,改裝時要特別留意。改裝彈簧減震器還要避免幾個誤區。首先是不要拼命降低車身,過分降低車身會影響減震器、彈簧、等速萬向節和其它懸掛關節的壽命。另外,雖然車身降低後大部分懸掛系統上都會有增加車輪負傾角(negative camber)的效果,對彎道表現有好影響,但若是沒有修改懸掛機構關節點的位置,過分地降低或升高車身都會破壞懸掛機構的應有特性,效果會更差。車身過低對日常行車所帶來的煩惱也會令你困擾不已。還要強調的是除非你有很多時間和資源去作測試和調校,不然的話建議購買特別為某款車型定製的懸掛套裝,尤其是名廠產品 (如KW, Bilstein , Koni等),這樣會萬無一失,省時省心。一般的套裝系統都配有調硬和短了的強彈簧加上高阻尼值的減震器,較為高級的減震器還會有車體高度(俗稱絞牙避震)和本體長度(配合長短不同的彈簧)的調節功能,更高檔的還有多種壓縮和拉伸阻尼調校。由於篇幅所限,這些在減震器上的調校功能和作用將會連同其它懸掛系統上的改裝配件如頂巴、防傾桿和襯墊等,在下期和大家詳談。 這款瑞典Ohlins拉力賽用前減震器是設計給富士WRX用的,除輕金屬(銻)製的本體、特長的筒身和大幅的高度調節範圍外,它那外置氮氣瓶還可以減低減震液溫度和防止氣泡產生,令減震效果更持久和順滑。
轉向不足(Understeer)俗稱“推頭”,是指後輪能循跡滾動但前輪向外滑動。圖中虛線表示賽車原來的行車線,但因車速過高,會出現打了方向但前輪仍偏離行車線向彎外滑出的現象。

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車輛動態,重量轉移
一台汽車,不論它的形狀大小都只有四點 即車的四只輪胎接觸地面,而這只輪胎分別承擔了車 及它所搭載人和物的總重量。假設一輛FF車(前置發動機,前輪驅動)的總重是1000kg,在“靜止”時每只前後輪胎負重分別只是300 kg和200kg(每邊計),但當車子一“動”起來以後,每只輪胎的負重隨即出現了微妙的變化。簡單地說物理學上的動態慣性 (我們在乘車時身體在車子加速時向後壓,減速時會向前衝,轉向時會向反方向擺動所感覺到的力量) ,會令車子無論是在加速,減速或是轉向都會產生重量轉移(weight transfer),而重量轉移的結果是令個別輪子的負重激增,例如在平地上急剎車時原來由後輪負擔的大部份重量會在一瞬間轉移到前輪上,即原來只負擔600kg車重的兩個前輪一下子要負擔高達800kg(或更多)的車重;這還不算,如果車子在高速下坡時要拐一個急右彎,而司機在彎中突然松油門,這一連串動作引致的重量轉移會使右後輪負重是零(因為它己凌空了) !左前輪的負重則可能高達800kg,而左後輪和右前輪則可能分別只有80kg和120kg的負重 這嚴重不均衡的現象會令左前胎不勝負荷而打滑(即Understeer,轉向不足),失去轉向能力而向前直衝。這時候開車的人如果在慌忙中踏下剎車,會令更多的重量由己經負重不多的後部向前移,結果左後胎因負重太少導致下壓力(down force)不足,摩擦力不足以抗衡車子在轉右彎時所產生的左橫向力,而產生向左橫移(即Oversteer,轉向過多)。以上是一個簡化了的例子,不同設計和驅動形式的車子在同一情況下產生的重量轉移速度和分布稍有不同,但基本的原理是一樣的。重量轉移是一把雙刃劍,控制不當會令車子“推頭” 轉向不足,或“甩尾” 轉向過多,如控制得宜則可增加個別車胎的下壓力,使加速、轉向或剎車時更得心應手,詳細的分析將來有機會和大家交流賽道駕駛心得時再談。
如何控制重量轉移
從上述的例子看到,如果可以減少車子在動態時的重量轉移現象,便可提高輪胎出現打滑前的極限,亦即大幅改善車的整體操控性。事實上在上世紀90年代初F1賽車就曾出現過“主動懸掛系統”(active suspension)的設計,是用電腦在適當的時候(如拐彎時)調節懸掛系統的強度,控制重量轉移現象的發生。後來這種系統被FIA改例禁止(因為這成功的設計令賽車運動不夠人性化)。在明白過理論後我來介紹幾個可以控制重量轉移的改裝方法。
第一個方法是減小車重。車的總重減小了自然轉移的重量也少了,也即是同一條件下輪胎的負荷少了,極限當然會更高。大家還記得還記得在改裝物語第一章中我提到減少車重的重要性和方法嗎? 如果忘記的話請再翻閱一遍,要再提醒讀者的是需儘量減少車內尤其是尾廂內的雜物,因為它們絕對會跟隨車的動態慣性來作轉移,影響車子穩定性。
第二個方法是降低車子重心。因為任何物體重心越低,可以搖擺(roll)的幅度便越少,同時也等於被轉移的重量越少。降低車子重心的最簡單方法是把整車的高度降低,但千萬不要胡亂把原裝彈簧剪短以達目的,這種土法改裝的副作用會令車主得不償失,在下文我會介紹正統的方法。
第三則是加強車子的抗傾側力(roll stiffness),即加強車體和懸掛系統的強(硬)度來壓制車的搖擺幅度,道理和降低重心一樣。對這種改裝最常用的方法是更換高強度的彈簧和避震器,加裝前後頂巴(tower bar) 和防傾桿(anti roll bar)等。
彈簧基本作用原理
彈簧基本上是一個能量儲存器,它利用了可伸長和壓縮的特性把車輪在經過不平的路面時產生的彈跳(能量)吸收和釋放,令車體可以保持平衡和穩定,而部分儲存在彈簧的能量在彈簧伸長(即回彈)時在減震器的調控下會轉化成熱能散播於空氣中。彈簧可分為漸進性和線性兩種,大多數汽車原裝及一般改裝用的都是漸進性彈簧(外觀上彈簧的粗細、疏密會有變化),好處是當受壓不大時,初段的彈性係數(spring rate俗稱K數,公制單位是kg/mm,英製單位是 lb/inch ,代表把彈簧壓縮1mm或 1英寸所需要的重量,數字越高彈性係數越強)不會太高,乘坐感會較好。而在彈簧被壓到中段時彈性係數開始逐步提高,保證了車子高速時的穩定性。缺點是操控起來精確度不夠。線性彈簧即是無論壓縮或拉長多少,彈性係數基本不變(外觀上彈簧粗細、疏密不變),這種彈簧的好處是讓汽車的動態變化較為穩定和線性,讓駕駛者較容易預知汽車在下一時刻將有怎樣的動態。而這種彈簧一般用于賽車及高性能改裝車上,因為它無須考慮舒適性和載重。另外也有賽車或一些街車改裝彈簧上另加一個小的較軟的輔助彈簧,這種變剛性彈簧組合除了有增加舒適性的作用外,還能在主彈簧受壓回彈時壓著主彈簧,防止主彈簧因此脫離彈簧座。
減震器原理及由來
最原始最簡單的汽車懸掛系統是用四條(葉片)彈簧把車身從輪子上撐起來的,後來人們不希望在遇到路面的一丁點凹凸之後車身就不停地振動,因此引入減震器(避震器、避震機)。這裡“減震”的意思不單是指讓振動幅度減小,更是把振動的能量吸收,減少車身振動的次數,保持車輪和地面接觸,所以減震器也叫吸震筒(shock absorber)。減震器的基本參數是阻尼值,即在壓縮(compress,或稱rebound)時可產生多大的阻力,數值越高,阻力越大。但阻尼值並不能決定車在過彎會傾側多少(這是彈簧的工作),它只會控制產生傾側的速率(rate,用多少時間完成傾側)。由於減震器在減震的過程中會受熱(從轉化彈簧的能量而來),因此在劇烈運動後會產生高溫,令減震器內的減震液失效(Shock fade),情形就像剎車油因過熱失效一樣。因此有些高級或比賽用的減震器(如Ohlins,Sachs等)會多帶一個氮氣瓶來控制減震液的溫度(減震桶中可容納更多的減震液,熱容量更大)。一般車用的原裝減震器,都是偏向舒適和應付各種路面的調校,所以大都配上較低阻尼的減震器和較弱的彈簧來保持行車舒適。顯而易見,改裝阻尼值大的減震器和硬彈簧會改善車子的重量轉移現象,增強在行車時的結實感和靈敏度,使整體的操控性大為改善,代價是失去了原車的乘坐舒適感,也犧牲了車上其它部件的耐用性。
彈簧、減震器配合改裝要訣
一般用于性能改裝的運動型彈簧(sport spring)都會把車身降低大約25-35mm (彈簧是決定車高的主要部件),並把彈性係數提升約20 -30%,通過更換運動型彈簧可以增強車的roll stiffness抗傾側力和降低重心,不但可減少各個方向的重量轉移,提高過彎極限,更可令車子看起來更有跑味,吸引眼球,是一舉兩得之作。如果更換的彈簧降低車身不到25mm,強度增加在15%之內,可考慮沿用原裝減震器(如果性能良好的話),這種搭配不但經濟,而且在改善操控和外觀之餘更可保持原車大部份的乘坐舒適感。但如果新彈簧的強度和長短超過這些範圍的話,便必須採用匹配的減震器,以確保系統的性能可以充分發揮,並且不影響行車安全。因為當彈簧強於減震時,減震器的減震功能便不能發揮,整車操控會變得輕浮和遲鈍,但如果是減震強於彈簧時會影響彈簧的緩衝效果,同時降低減震器壽命。要提醒大家的是,在改裝懸掛系統時彈簧是主角,即應先決定彈簧的強度和長短,其它的配件如減震器等都是用來配合的。另外前後彈簧的個別強度對車子的動態平衡(推頭/甩尾)有極大的影響,改裝時要特別留意。改裝彈簧減震器還要避免幾個誤區。首先是不要拼命降低車身,過分降低車身會影響減震器、彈簧、等速萬向節和其它懸掛關節的壽命。另外,雖然車身降低後大部分懸掛系統上都會有增加車輪負傾角(negative camber)的效果,對彎道表現有好影響,但若是沒有修改懸掛機構關節點的位置,過分地降低或升高車身都會破壞懸掛機構的應有特性,效果會更差。車身過低對日常行車所帶來的煩惱也會令你困擾不已。還要強調的是除非你有很多時間和資源去作測試和調校,不然的話建議購買特別為某款車型定製的懸掛套裝,尤其是名廠產品 (如KW, Bilstein , Koni等),這樣會萬無一失,省時省心。一般的套裝系統都配有調硬和短了的強彈簧加上高阻尼值的減震器,較為高級的減震器還會有車體高度(俗稱絞牙避震)和本體長度(配合長短不同的彈簧)的調節功能,更高檔的還有多種壓縮和拉伸阻尼調校。由於篇幅所限,這些在減震器上的調校功能和作用將會連同其它懸掛系統上的改裝配件如頂巴、防傾桿和襯墊等,在下期和大家詳談。 這款瑞典Ohlins拉力賽用前減震器是設計給富士WRX用的,除輕金屬(銻)製的本體、特長的筒身和大幅的高度調節範圍外,它那外置氮氣瓶還可以減低減震液溫度和防止氣泡產生,令減震效果更持久和順滑。
轉向不足(Understeer)俗稱“推頭”,是指後輪能循跡滾動但前輪向外滑動。圖中虛線表示賽車原來的行車線,但因車速過高,會出現打了方向但前輪仍偏離行車線向彎外滑出的現象。

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April 7, 2008
sunny300kes
在天空部落發表於23:59:25 |
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無論什麼車,剎車系統都是保障行車安全最重要的部分,而對一些擁有大馬力改裝車的車迷來說,強力的剎車更不可少,畢竟車子光有強勁的加速力卻不能輕鬆地停下,會導致嚴重後果。因此進一步提升車的速度性能前,我們要先來提升剎車系統的性能。
在談改裝前我們先來了解一些剎車系 統的理論,一台有200hp馬力、重1300kg的轎車,從靜止加速到時速100km/h可能需要9-10秒的時間,但同一台車在猛烈剎車的情況下由時速100km/h減速到完全靜止,只需要不到3秒鐘的時間,這說明了剎車系統的負功率可以比動力系統的功率大好幾倍。在物理學裡,“能量”是不會消失的,它只會從一種形式轉化為另一種形式,比如動能轉化為熱能、光能等。在上面的例子裡,車的大量“動能”就是被剎車系統在瞬間全部轉化成了熱能,積聚在剎車部件、車輪、路面上。而且,如果剎車時沒有抱死車輪,那麼大部分熱能會被剎車部件吸收。這些熱能如果不能迅速散失,將會導致剎車皮或剎車油過熱,使它們失去其最重要的作用 保障安全,因此在改裝剎車系統時,每一個環節都會和溫度扯上關係。
剎車皮
原廠的剎車皮由於要照顧到成本、耐用、清潔 (剎車粉)和低溫功效等要求,一般來說摩擦係數(mu)不會很高(大概在0.4以下),而且多不可以承受超過300℃的溫度,因此在連續多次使用後便會發生效能衰退。所以,更換高性能的剎車皮就是我們改裝剎車系統的第一步。選擇高性能剎車皮時要注意不要貪大mu數和超高溫,摩擦係數太高會使得慢速行駛時的剎車動作變得太敏感,每次輕觸剎車踏板都會令車上的乘客人仰馬翻,此外剎車盤也會因摩損增大而降低壽命。耐高溫型號的剎車皮在低溫時的效果其實並不好,如我們車隊用的IDI C3型剎車皮,其工作溫度是從300℃開始,因此車手在熱身圈時就會不時一邊加油,一邊用左腳剎車來令剎車皮進入工作溫度。我建議一般車迷可選購工作溫度在0℃到500℃左右、mu值在0.4以上的“運動型”剎車皮,它能應付大部份情形的需要 (IDI、PFC、Ferodo和Project mu都有此類型選擇)。要提醒一下的是,如果選配了一些高起始工作溫度的剎車皮,車主在早上開車時要特別小心,在冬天時更要加倍注意。
剎車油
有了耐高溫的“運動型”剎車皮,當然需要有匹配的剎車油。現在市面上常見的剎車油的最高標準是DOT 5,符合這一標準的剎車油幹沸點為260℃,當剎車鉗活塞的溫度高於此幹沸點時,便會使得部分剎車油汽化。而當液壓系統內空氣過多時,會令到剎車踏板的行程變長,嚴重時可能剎車踏板踏盡也不能把車剎停!另外剎車油是“吸水性”很強的物質,滲了空氣中的水份後沸點便會降低(水的沸點可只有100℃啊),以常見的DOT4剎車油為例,幹沸點230℃,當滲入1%的水份時,沸點就降低到只有118度!! 因此,如果你喜歡時常表現一下愛車的性能,那麼就應該勤換剎車油。純比賽用的剎車油(幹沸點達330℃以上)不但價錢昂貴(約600元/升),而且需要更換和“排空”的次數更多 (我們車隊是每次練習後都要更換),除非是準備到賽道上一展身手,否則DOT4以上的剎車油應可滿足大部份車迷的要求。
剎車油管
大多數街車的剎車油管是用有可塑性的材料(比如橡膠)製造,較容易在接口處漏油和吸入水份,而且在高強度的剎車時這些管會因受熱和受壓而膨脹,令剎車踏板行程變長和影響踏板的感覺。而選用帶鋼絲編織物製造的賽車用剎車油管(剎車鋼喉)不但耐熱,而且堅固的鋼絲層能提供很好的保護,令剎車油管受外物刺破的可能性大減,是一項值得投資的改裝。常見的油管牌子有Goodridge 和 Earl’s 等,大部份的車型都可買到專用的套裝,而一些專業的改裝公司更有設備替稀有車型度身訂造。
以上提到的是性價比很高的剎車系統改裝,在很大程度上可以滿足一般動力改裝後的需要?但如果你認為還不足夠,以下的建議就要讓你大為花費了。
剎車鉗
換一套大型多活塞的剎車鉗能直接提高剎車性能 (和提高愛車的收視率 當然還要配合透視型的輪圈啦) 。道理很簡單,剎車鉗大了,配用剎車皮的總面積也大了,剎車效能當然就好了。改車界好像十分重視剎車鉗的活塞數量,當然活塞越多,施加在剎車皮上的壓力和產生的溫度就越均勻,還可增加活塞的總面積。增大活塞面積有什麼好處呢?因為剎車油的管道可承受的壓強有限,加大活塞面積就能提高剎車皮對剎車碟的極限壓力了(壓力 = 壓強×面積)。不過換用多活塞的卡鉗後要達到相同的剎車壓力就可能需要更大的踏板行程,也就是說要踩得更深。改善的方法是更換製動總泵,甚至是配用賽車式的雙製動總泵來分別控制前後製動的分配,以達到最個人化的理想效果,但這樣改裝成本非常高,一是越多活塞的卡鉗價格越貴,二是改裝製動總泵尤其是雙製動總泵涉及的學問不少,而且要花不少的工時和材料,如果不是改裝賽車出賽實不值得。從實用角度去考慮,選擇卡鉗還是要講求匹配,一般高性能街車採用4活塞的卡鉗就足夠了。另外值得注意的是剎車鉗的重量,雖然外形是差不多,但用輕金屬製造的高級剎車鉗 (如AP Racing, Brembo 等)比鑄鐵的產品輕一倍以上,而剎車系統是非簧載重量(unspring weight )的一部份,負重多少對車的操控可是有直接影響的。另外,高級剎車鉗的散熱性能非常高,對控制剎車系統的溫度幫助很大。
剎車碟
槓桿原理告訴我們,剎車鉗離開碟心越遠,產生的製動力越強,同時所需的踏板力度越小。除了力學原因外,剎車碟另外一個重要功能是一個大面積的高效率散熱器(heat.sink),負責把剎車時產生的熱能擴散到空氣中,因此從純性能的角度看剎車碟是越大越好(上期在介紹輪圈時也提及賽車選用大輪圈的原因便是為了容納大型的剎車碟)。以下是一些高性能剎車碟的設計介紹:分體式剎車碟雖然成本較高,但可減輕碟的重量;通風碟的透風中空設計是要降低和平均碟內外兩面的溫度;摩擦面上的旋轉放射狀坑紋有助於把在高溫摩擦時產生的剎車粉屑引走,避免它們留在剎車皮和剎車碟之間,降低摩擦係數;鑽孔剎車碟則兼有散熱、減重和引走剎車粉的作用,但會減少摩擦面積和影響剎車皮的耐用性。
注意事項
改裝剎車系統時要注意平衡和前後製動分布,過大的製動力容易令輪胎抱死,前輪的問題還不算太大,但後製動力過敏容易使車子在剎車時不穩定甚至打滑,發生意外 (如有ABS系統可減低抱死現象,但每次剎車都觸動ABS始終是不健康的)。切勿自行對剎車碟加工(如鑽孔),未經計算的土加工方式會嚴重影響碟的剛性,不但不耐用,更可能在大強度剎車時使碟體爆裂而引發意外。
總結
大部份車迷在改剎車系統時都會把注意力放在製動力上,因為改裝後的效果是很容易感覺得到 (輕了的踏板力度)和看得到 (加大了的剎車碟充滿了整個輪圈)的,市面上很多經濟型的改裝套裝都可以滿足這兩方面的要求,但說到要同時具有重量輕和高耐熱/ 散熱能力這些高層次要求的話,便必須選購高級的產品。歸根到底,以上各個方面的配備無論有多完美,最終令汽車停下的還是地面給輪胎的摩擦力,如果輪胎性能差,或是地面濕滑、有沙石,同樣不能得到好的剎車效果。輪胎的抓地力極限就是剎車性能的最高極限,其它一切配備都只是為了接近這個極限,而不是把這個極限提高。所以我們除了肯花錢改裝剎車系統外,還要買套好的輪胎。
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在談改裝前我們先來了解一些剎車系 統的理論,一台有200hp馬力、重1300kg的轎車,從靜止加速到時速100km/h可能需要9-10秒的時間,但同一台車在猛烈剎車的情況下由時速100km/h減速到完全靜止,只需要不到3秒鐘的時間,這說明了剎車系統的負功率可以比動力系統的功率大好幾倍。在物理學裡,“能量”是不會消失的,它只會從一種形式轉化為另一種形式,比如動能轉化為熱能、光能等。在上面的例子裡,車的大量“動能”就是被剎車系統在瞬間全部轉化成了熱能,積聚在剎車部件、車輪、路面上。而且,如果剎車時沒有抱死車輪,那麼大部分熱能會被剎車部件吸收。這些熱能如果不能迅速散失,將會導致剎車皮或剎車油過熱,使它們失去其最重要的作用 保障安全,因此在改裝剎車系統時,每一個環節都會和溫度扯上關係。
剎車皮
原廠的剎車皮由於要照顧到成本、耐用、清潔 (剎車粉)和低溫功效等要求,一般來說摩擦係數(mu)不會很高(大概在0.4以下),而且多不可以承受超過300℃的溫度,因此在連續多次使用後便會發生效能衰退。所以,更換高性能的剎車皮就是我們改裝剎車系統的第一步。選擇高性能剎車皮時要注意不要貪大mu數和超高溫,摩擦係數太高會使得慢速行駛時的剎車動作變得太敏感,每次輕觸剎車踏板都會令車上的乘客人仰馬翻,此外剎車盤也會因摩損增大而降低壽命。耐高溫型號的剎車皮在低溫時的效果其實並不好,如我們車隊用的IDI C3型剎車皮,其工作溫度是從300℃開始,因此車手在熱身圈時就會不時一邊加油,一邊用左腳剎車來令剎車皮進入工作溫度。我建議一般車迷可選購工作溫度在0℃到500℃左右、mu值在0.4以上的“運動型”剎車皮,它能應付大部份情形的需要 (IDI、PFC、Ferodo和Project mu都有此類型選擇)。要提醒一下的是,如果選配了一些高起始工作溫度的剎車皮,車主在早上開車時要特別小心,在冬天時更要加倍注意。
剎車油
有了耐高溫的“運動型”剎車皮,當然需要有匹配的剎車油。現在市面上常見的剎車油的最高標準是DOT 5,符合這一標準的剎車油幹沸點為260℃,當剎車鉗活塞的溫度高於此幹沸點時,便會使得部分剎車油汽化。而當液壓系統內空氣過多時,會令到剎車踏板的行程變長,嚴重時可能剎車踏板踏盡也不能把車剎停!另外剎車油是“吸水性”很強的物質,滲了空氣中的水份後沸點便會降低(水的沸點可只有100℃啊),以常見的DOT4剎車油為例,幹沸點230℃,當滲入1%的水份時,沸點就降低到只有118度!! 因此,如果你喜歡時常表現一下愛車的性能,那麼就應該勤換剎車油。純比賽用的剎車油(幹沸點達330℃以上)不但價錢昂貴(約600元/升),而且需要更換和“排空”的次數更多 (我們車隊是每次練習後都要更換),除非是準備到賽道上一展身手,否則DOT4以上的剎車油應可滿足大部份車迷的要求。
剎車油管
大多數街車的剎車油管是用有可塑性的材料(比如橡膠)製造,較容易在接口處漏油和吸入水份,而且在高強度的剎車時這些管會因受熱和受壓而膨脹,令剎車踏板行程變長和影響踏板的感覺。而選用帶鋼絲編織物製造的賽車用剎車油管(剎車鋼喉)不但耐熱,而且堅固的鋼絲層能提供很好的保護,令剎車油管受外物刺破的可能性大減,是一項值得投資的改裝。常見的油管牌子有Goodridge 和 Earl’s 等,大部份的車型都可買到專用的套裝,而一些專業的改裝公司更有設備替稀有車型度身訂造。
以上提到的是性價比很高的剎車系統改裝,在很大程度上可以滿足一般動力改裝後的需要?但如果你認為還不足夠,以下的建議就要讓你大為花費了。
剎車鉗
換一套大型多活塞的剎車鉗能直接提高剎車性能 (和提高愛車的收視率 當然還要配合透視型的輪圈啦) 。道理很簡單,剎車鉗大了,配用剎車皮的總面積也大了,剎車效能當然就好了。改車界好像十分重視剎車鉗的活塞數量,當然活塞越多,施加在剎車皮上的壓力和產生的溫度就越均勻,還可增加活塞的總面積。增大活塞面積有什麼好處呢?因為剎車油的管道可承受的壓強有限,加大活塞面積就能提高剎車皮對剎車碟的極限壓力了(壓力 = 壓強×面積)。不過換用多活塞的卡鉗後要達到相同的剎車壓力就可能需要更大的踏板行程,也就是說要踩得更深。改善的方法是更換製動總泵,甚至是配用賽車式的雙製動總泵來分別控制前後製動的分配,以達到最個人化的理想效果,但這樣改裝成本非常高,一是越多活塞的卡鉗價格越貴,二是改裝製動總泵尤其是雙製動總泵涉及的學問不少,而且要花不少的工時和材料,如果不是改裝賽車出賽實不值得。從實用角度去考慮,選擇卡鉗還是要講求匹配,一般高性能街車採用4活塞的卡鉗就足夠了。另外值得注意的是剎車鉗的重量,雖然外形是差不多,但用輕金屬製造的高級剎車鉗 (如AP Racing, Brembo 等)比鑄鐵的產品輕一倍以上,而剎車系統是非簧載重量(unspring weight )的一部份,負重多少對車的操控可是有直接影響的。另外,高級剎車鉗的散熱性能非常高,對控制剎車系統的溫度幫助很大。
剎車碟
槓桿原理告訴我們,剎車鉗離開碟心越遠,產生的製動力越強,同時所需的踏板力度越小。除了力學原因外,剎車碟另外一個重要功能是一個大面積的高效率散熱器(heat.sink),負責把剎車時產生的熱能擴散到空氣中,因此從純性能的角度看剎車碟是越大越好(上期在介紹輪圈時也提及賽車選用大輪圈的原因便是為了容納大型的剎車碟)。以下是一些高性能剎車碟的設計介紹:分體式剎車碟雖然成本較高,但可減輕碟的重量;通風碟的透風中空設計是要降低和平均碟內外兩面的溫度;摩擦面上的旋轉放射狀坑紋有助於把在高溫摩擦時產生的剎車粉屑引走,避免它們留在剎車皮和剎車碟之間,降低摩擦係數;鑽孔剎車碟則兼有散熱、減重和引走剎車粉的作用,但會減少摩擦面積和影響剎車皮的耐用性。
注意事項
改裝剎車系統時要注意平衡和前後製動分布,過大的製動力容易令輪胎抱死,前輪的問題還不算太大,但後製動力過敏容易使車子在剎車時不穩定甚至打滑,發生意外 (如有ABS系統可減低抱死現象,但每次剎車都觸動ABS始終是不健康的)。切勿自行對剎車碟加工(如鑽孔),未經計算的土加工方式會嚴重影響碟的剛性,不但不耐用,更可能在大強度剎車時使碟體爆裂而引發意外。
總結
大部份車迷在改剎車系統時都會把注意力放在製動力上,因為改裝後的效果是很容易感覺得到 (輕了的踏板力度)和看得到 (加大了的剎車碟充滿了整個輪圈)的,市面上很多經濟型的改裝套裝都可以滿足這兩方面的要求,但說到要同時具有重量輕和高耐熱/ 散熱能力這些高層次要求的話,便必須選購高級的產品。歸根到底,以上各個方面的配備無論有多完美,最終令汽車停下的還是地面給輪胎的摩擦力,如果輪胎性能差,或是地面濕滑、有沙石,同樣不能得到好的剎車效果。輪胎的抓地力極限就是剎車性能的最高極限,其它一切配備都只是為了接近這個極限,而不是把這個極限提高。所以我們除了肯花錢改裝剎車系統外,還要買套好的輪胎。

觀看全文...
April 7, 2008
sunny300kes
在天空部落發表於23:57:28 |
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輪圈從材料來分主要有鋼製輪圈和 鋁合金輪圈(Alloy wheel),另外日本還有外觀新穎的塑膠製輪圈,不過還未普及,目前暫時只用于微型車。在改裝市場裡最流行的輪圈當然是鋁合金輪圈,以往滲鎂技術還未普遍的時候,有些輪圈強調是鎂合金製造,現在已經不用再強調了,因為大多數的改裝輪圈都己加滲了鎂元素,而且由於採用了鍛冶技術(Forging) ,現在高級的鎂鋁合金輪圈比純鎂合金輪圈更輕而硬。鎂鋁合金輪圈除了美觀之外,另一個主要優點就是重量輕。輕輪圈的旋轉慣性較鋼製重輪圈小得多,所以裝上合金輪圈可令汽車的加速、剎車、轉彎都更加靈敏,就像我們脫去笨重的皮鞋改穿充氣的超輕跑步鞋去跑步一樣,輕的輪圈會讓發動機提速更爽,所以有車輪減輕1公斤相當於車身減輕5公斤的這種說法,這可一點也不誇張。除了在平坦公路上的性能表現外,輕的輪圈還可讓顛簸路面上車的舒適性提高,因為車身的平穩性很大程度上取決於簧載質量(Sprung weight-即指車身)與非簧載質量(Unsprung weight -即指車輪和搖臂等)的比值,簧載質量與非簧載質量的比值相差越大,乘坐越舒適。而且,由於車重對於車的平地加速、剎車、轉彎性能都有負面影響,所以車身在減重之餘,非簧載質量總是越輕越好。此外,鎂鋁合金輪圈還有散熱好的優點,一方面是因為鎂鋁合金這種材料吸熱和散熱都容易,可把剎車盤傳過來的熱量吸收,再散發在空氣中,另一方面則是因為合金的強度大,輪輻比較窄,可以留出更多的空間用以通風並容納大型的剎車鉗和剎車碟。
輪圈製造方式
合金輪圈從製造方式來分,主要分為鑄造(Casting)和鍛造(Forged)兩大類,鑄造又分為重力鑄造(Gravity Casting)和低壓鑄造(Low Pressure Casting)兩種。重力鑄造是把液態的合金倒進鑄模裡冷卻成型,由於製造過程簡單,鑄模耐用,成為成本最低的製造方式。低壓製造是用不大的壓力把液態合金壓進鑄模裡,令分子的分布平均,少砂孔,造型可以更複雜和精緻。鍛造的輪圈是利用幾千噸的壓力把一塊合金壓成輪圈的外形,生產成本比起鑄造的要高。因為高壓的緣故,合金分子之間的間隙縮小,相互作用力大,所以整個輪圈只需較少的材料就能達到足夠的剛度,整體重量就更輕。近年在亞洲由於幾間輪圈廠的大力推廣和贊助賽車運動,令很多人認為鍛造的輪圈比鑄造的輪圈更好,但實際上鍛造和鑄造的輪圈在性能上各有優勝之處。鍛造的輪圈雖然剛度大,卻有脆的缺點,在受到猛烈的撞擊後容易完全斷開,而鑄造的輪圈受到撞擊後會彎曲,不易斷裂。如果在高速公路上碰到一塊磚頭的話,彎曲車輪的可控性相對大一點,可以讓車比較安全地停下。由於歐洲人更注重安全性,因此歐洲車更多採用鑄造輪圈。又因鑄造輪圈的剛度較小,歐洲普遍採用“熱處理”(Heat Treatment)工藝對輪圈進行加強,即把鑄造出來的輪圈加熱和快速冷卻,反覆幾次,讓輪圈變得剛度更強而且富有彈性。世界拉力賽(WRC)中就有很多賽車選用這種工藝製造的鑄造輪圈。輪圈從結構上來看可分為一件和多件的結構。多件的輪圈即外框和輪輻分開製造,再用螺絲固定,它們是目前國內能夠購買到的改裝輪圈之一。它的出現其實是由於20世紀70年代以前的落後製造工藝所致,其好處是一方面製造容易,因為外框可用鋼片卷成;另一方面方便維修和多型號互換,比如同一型號的輪輻可配寬窄不同的外框,令生產成本進一步降低。到了現在,多件的輪圈因為零件數多,生產工序多,而且外表看起來有精密、高貴的感覺,所以價格比一件式的輪圈還要貴得多,但多件的輪圈通常更重,而且剛度比不上鍛造輪圈。選擇哪種輪圈就要視乎你的個人喜好和考慮因素了。
至於如何分辨輪圈的製造方式,其實大部分品牌都有鑄造和鍛造的產品,有些輪圈上用forge、cast、heat treat之類的字眼註明生產工藝,若沒有標注,那麼就在店內多拿幾款相同尺寸的輪圈,用手感覺它們的重量,輕的是鍛造輪圈,重的就是鑄造輪圈。若用家非常注重高性能或者覺得車本身的馬力太弱,那麼可選用鍛造的輪圈,若車更大程度上是一部運輸工具,那麼選鑄造輪圈比較適合。
輪圈選購注意事項
在輪圈改裝的整體尺寸方面有Plus One、Plus Two的說法,意思即是在原廠輪圈基礎上把輪圈直徑和寬度同時加大1英寸或同時加大2英寸,比如原廠使用14×6英寸的輪圈配205/70 R14輪胎,Plus One即是用15×7英寸的輪圈,配上215/60 R15的輪胎,就能達到既加寬輪胎又保持車輪直徑不變的目的。同理,Plus Two即是用16×8英寸的輪圈配225/50 R16的輪胎。
這裡有一個計算公式給大家參照:輪胎直徑 = 輪胎寬度×扁平率×2 + 輪胎內徑(也即是輪圈直徑)。無論Plus One還是Plus Two,只要保證輪胎直徑變化不大,都是可以接受的,當然你計算出來的輪胎尺寸最好是市面常見的,比較方便購買啦!輪圈的另外一個尺寸參數是Off-Set。如果輪圈安裝底面和輪圈中線在同一個平面,Off-Set就是零;如果輪圈底面偏向外側,Off-Set就是正值;偏向內側則時則為負值。不同車的原廠Off-Set可能不同,這是廠家設計汽車時決定的,比如越野車通常用接近零的Off-Set值(甚至是負值),轎車則通常都是正Off-Set的。改裝時,選用較小Off-Set的輪圈可讓車輪向外移,使車看起來更威猛,比如Off-Set 45改成35,車輪就向外移動10毫米(若把35改成45則車輪內移10毫米)。相應地,如果把越野車的Off-Set 0改成-20則車輪會外移20毫米。但是,當你考慮換輪圈更改Off-Set前,必須清楚這會給車的性能帶來三方面的影響:一是車輪向外移之後,由於槓桿比的改變,懸掛就會顯得軟了;二是車的轉向特性會發生變化,增大了前輪輪距,會增加轉向不足的特性;三是更改輪距可能造成輪胎偏磨、方向盤沉重、甚至方向顫抖的情況。Off-Set值的大小跟能否容納大剎車鉗並沒有直接的關係,Off-Set值相同但輪輻形狀不同的兩個輪圈,可能有一個能容納大剎車鉗而另一個不能。購買輪圈時最好還是把車帶過去試裝,不要只看數字跟舊輪圈相同就買回去,退換都是很麻煩的事情。PCD值通常寫成4×100 或5×114.3等,表示螺絲孔連成的圓圈直徑為100毫米或114.3毫米、上四顆或五顆螺絲。這不需要擔心,只要買輪圈時把車開過去試裝,能裝進去就一定不會錯。
最後要談的是輪圈的大小問題,一般來說較寬的輪胎/輪圈組合可以給車子帶來更好的操控性,但直徑較大的輪胎/輪圈組合卻沒有什麼好處,反而會增加車子的非簧載質量。在賽車運動中選用大輪圈的好處是可以配置較大的剎車卡鉗和巨型剎車碟,以提升散熱效率和剎車效能,但如果您的剎車碟只有10英寸不到,而且又不打算選用一款外露剎車系統的輪圈的話,我建議您選購輪圈時最多Plus One就可以了,因為Plus Two以上的大輪圈會令你自曝其短(看到難看的原廠剎車卡鉗和碟)。
閱讀輪胎的標注
子午線輪胎(Radial tyre)的規格包括寬度、扁平率(Aspect ratio)、內徑和速度極限符號。比如標注為P195/65 R15(91V)的輪胎(這裡僅介紹最常見的輪胎標注方式),P表示這輪胎用于一般的載人汽車,寬度是195毫米,扁平率65%,是子午線輪胎(用R表示),輪胎內徑是15英寸,每條輪胎最大承載615公斤(用91表示),最高時速是240公里/小時(用V表示)。有些輪胎的標注沒有斜槓,則寬度是以英寸表示的。非子午線輪胎以B或D代替R字。輪胎裝上標準尺寸的輪圈並充氣後,胎壁高度與輪胎寬度的比值稱為扁平率。扁平率對輪胎的性能有很大影響:扁平率較大的輪胎在顛簸的路面上有較好的舒適性;而扁平率較小的輪胎與路面有較大的接觸面積,具有較大的胎壁剛度,因此在硬質路面上有更好的抓地力和敏銳的反應,但舒適性較低。換用不同扁平率的輪胎時,要注意保持輪胎直徑不變,輪胎直徑可以利用胎壁上的尺寸標注計算出來,公式是:輪胎直徑 = 輪胎寬度×扁平率×2 + 輪胎內徑。比如尺寸為205/70 R14的輪胎,輪胎寬度是205毫米(8英寸),扁平率是70%,輪胎內徑是14英寸(356毫米),所以輪胎總直徑 = 205×0.7×2 + 356 =643毫米(25.2 英寸)。選購輪胎時還應留意其它標注。若輪胎標注有M&S或M+S,表示適用於泥地和雪地(Mud & Snow),通常在冬天下雪的地方使用。TUBELESS表示無內胎(俗話叫真空胎),TREADWEAR則是表示磨損壽命,數值越大表示輪胎越耐磨。除非因為特別原因,否則同一輛車的所有輪胎應該是相同尺寸、同類花紋、相同速度極限、磨損程度相近的。假如需要混用,要遵守以下原則:一、在同一條輪軸兩側一定要裝相同型號、磨損程度相近的輪胎;二、不要選用速度極限和載重指標低於原車標配的輪胎,所有輪胎的速度極限必須相同;三、如果子午線輪胎和其它輪胎混用,子午線輪胎裝在後軸;四、如果不同寬度的輪胎混用,較寬的輪胎裝在後軸;五、高性能跑車如果換裝M&S的輪胎,則一定要四條輪胎同時換。
最後要提一下的是大家可能會在賽車場上看到一些專業比賽用輪胎,它們所用的標注和民用車不同,比賽用胎的標注用直徑數字代替了扁平率,因此標注由常用的200/50/15變為200/580/15或20/58/15 (mm和cm的分別)。這主要是方便賽車隊知道胎的直徑來調節輪胎/變速箱/終傳率的綜合比例,以便賽車的馬力能在不同長短的賽道上均能全力發揮。
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輪圈製造方式
合金輪圈從製造方式來分,主要分為鑄造(Casting)和鍛造(Forged)兩大類,鑄造又分為重力鑄造(Gravity Casting)和低壓鑄造(Low Pressure Casting)兩種。重力鑄造是把液態的合金倒進鑄模裡冷卻成型,由於製造過程簡單,鑄模耐用,成為成本最低的製造方式。低壓製造是用不大的壓力把液態合金壓進鑄模裡,令分子的分布平均,少砂孔,造型可以更複雜和精緻。鍛造的輪圈是利用幾千噸的壓力把一塊合金壓成輪圈的外形,生產成本比起鑄造的要高。因為高壓的緣故,合金分子之間的間隙縮小,相互作用力大,所以整個輪圈只需較少的材料就能達到足夠的剛度,整體重量就更輕。近年在亞洲由於幾間輪圈廠的大力推廣和贊助賽車運動,令很多人認為鍛造的輪圈比鑄造的輪圈更好,但實際上鍛造和鑄造的輪圈在性能上各有優勝之處。鍛造的輪圈雖然剛度大,卻有脆的缺點,在受到猛烈的撞擊後容易完全斷開,而鑄造的輪圈受到撞擊後會彎曲,不易斷裂。如果在高速公路上碰到一塊磚頭的話,彎曲車輪的可控性相對大一點,可以讓車比較安全地停下。由於歐洲人更注重安全性,因此歐洲車更多採用鑄造輪圈。又因鑄造輪圈的剛度較小,歐洲普遍採用“熱處理”(Heat Treatment)工藝對輪圈進行加強,即把鑄造出來的輪圈加熱和快速冷卻,反覆幾次,讓輪圈變得剛度更強而且富有彈性。世界拉力賽(WRC)中就有很多賽車選用這種工藝製造的鑄造輪圈。輪圈從結構上來看可分為一件和多件的結構。多件的輪圈即外框和輪輻分開製造,再用螺絲固定,它們是目前國內能夠購買到的改裝輪圈之一。它的出現其實是由於20世紀70年代以前的落後製造工藝所致,其好處是一方面製造容易,因為外框可用鋼片卷成;另一方面方便維修和多型號互換,比如同一型號的輪輻可配寬窄不同的外框,令生產成本進一步降低。到了現在,多件的輪圈因為零件數多,生產工序多,而且外表看起來有精密、高貴的感覺,所以價格比一件式的輪圈還要貴得多,但多件的輪圈通常更重,而且剛度比不上鍛造輪圈。選擇哪種輪圈就要視乎你的個人喜好和考慮因素了。
至於如何分辨輪圈的製造方式,其實大部分品牌都有鑄造和鍛造的產品,有些輪圈上用forge、cast、heat treat之類的字眼註明生產工藝,若沒有標注,那麼就在店內多拿幾款相同尺寸的輪圈,用手感覺它們的重量,輕的是鍛造輪圈,重的就是鑄造輪圈。若用家非常注重高性能或者覺得車本身的馬力太弱,那麼可選用鍛造的輪圈,若車更大程度上是一部運輸工具,那麼選鑄造輪圈比較適合。
輪圈選購注意事項
在輪圈改裝的整體尺寸方面有Plus One、Plus Two的說法,意思即是在原廠輪圈基礎上把輪圈直徑和寬度同時加大1英寸或同時加大2英寸,比如原廠使用14×6英寸的輪圈配205/70 R14輪胎,Plus One即是用15×7英寸的輪圈,配上215/60 R15的輪胎,就能達到既加寬輪胎又保持車輪直徑不變的目的。同理,Plus Two即是用16×8英寸的輪圈配225/50 R16的輪胎。
這裡有一個計算公式給大家參照:輪胎直徑 = 輪胎寬度×扁平率×2 + 輪胎內徑(也即是輪圈直徑)。無論Plus One還是Plus Two,只要保證輪胎直徑變化不大,都是可以接受的,當然你計算出來的輪胎尺寸最好是市面常見的,比較方便購買啦!輪圈的另外一個尺寸參數是Off-Set。如果輪圈安裝底面和輪圈中線在同一個平面,Off-Set就是零;如果輪圈底面偏向外側,Off-Set就是正值;偏向內側則時則為負值。不同車的原廠Off-Set可能不同,這是廠家設計汽車時決定的,比如越野車通常用接近零的Off-Set值(甚至是負值),轎車則通常都是正Off-Set的。改裝時,選用較小Off-Set的輪圈可讓車輪向外移,使車看起來更威猛,比如Off-Set 45改成35,車輪就向外移動10毫米(若把35改成45則車輪內移10毫米)。相應地,如果把越野車的Off-Set 0改成-20則車輪會外移20毫米。但是,當你考慮換輪圈更改Off-Set前,必須清楚這會給車的性能帶來三方面的影響:一是車輪向外移之後,由於槓桿比的改變,懸掛就會顯得軟了;二是車的轉向特性會發生變化,增大了前輪輪距,會增加轉向不足的特性;三是更改輪距可能造成輪胎偏磨、方向盤沉重、甚至方向顫抖的情況。Off-Set值的大小跟能否容納大剎車鉗並沒有直接的關係,Off-Set值相同但輪輻形狀不同的兩個輪圈,可能有一個能容納大剎車鉗而另一個不能。購買輪圈時最好還是把車帶過去試裝,不要只看數字跟舊輪圈相同就買回去,退換都是很麻煩的事情。PCD值通常寫成4×100 或5×114.3等,表示螺絲孔連成的圓圈直徑為100毫米或114.3毫米、上四顆或五顆螺絲。這不需要擔心,只要買輪圈時把車開過去試裝,能裝進去就一定不會錯。
最後要談的是輪圈的大小問題,一般來說較寬的輪胎/輪圈組合可以給車子帶來更好的操控性,但直徑較大的輪胎/輪圈組合卻沒有什麼好處,反而會增加車子的非簧載質量。在賽車運動中選用大輪圈的好處是可以配置較大的剎車卡鉗和巨型剎車碟,以提升散熱效率和剎車效能,但如果您的剎車碟只有10英寸不到,而且又不打算選用一款外露剎車系統的輪圈的話,我建議您選購輪圈時最多Plus One就可以了,因為Plus Two以上的大輪圈會令你自曝其短(看到難看的原廠剎車卡鉗和碟)。
閱讀輪胎的標注
子午線輪胎(Radial tyre)的規格包括寬度、扁平率(Aspect ratio)、內徑和速度極限符號。比如標注為P195/65 R15(91V)的輪胎(這裡僅介紹最常見的輪胎標注方式),P表示這輪胎用于一般的載人汽車,寬度是195毫米,扁平率65%,是子午線輪胎(用R表示),輪胎內徑是15英寸,每條輪胎最大承載615公斤(用91表示),最高時速是240公里/小時(用V表示)。有些輪胎的標注沒有斜槓,則寬度是以英寸表示的。非子午線輪胎以B或D代替R字。輪胎裝上標準尺寸的輪圈並充氣後,胎壁高度與輪胎寬度的比值稱為扁平率。扁平率對輪胎的性能有很大影響:扁平率較大的輪胎在顛簸的路面上有較好的舒適性;而扁平率較小的輪胎與路面有較大的接觸面積,具有較大的胎壁剛度,因此在硬質路面上有更好的抓地力和敏銳的反應,但舒適性較低。換用不同扁平率的輪胎時,要注意保持輪胎直徑不變,輪胎直徑可以利用胎壁上的尺寸標注計算出來,公式是:輪胎直徑 = 輪胎寬度×扁平率×2 + 輪胎內徑。比如尺寸為205/70 R14的輪胎,輪胎寬度是205毫米(8英寸),扁平率是70%,輪胎內徑是14英寸(356毫米),所以輪胎總直徑 = 205×0.7×2 + 356 =643毫米(25.2 英寸)。選購輪胎時還應留意其它標注。若輪胎標注有M&S或M+S,表示適用於泥地和雪地(Mud & Snow),通常在冬天下雪的地方使用。TUBELESS表示無內胎(俗話叫真空胎),TREADWEAR則是表示磨損壽命,數值越大表示輪胎越耐磨。除非因為特別原因,否則同一輛車的所有輪胎應該是相同尺寸、同類花紋、相同速度極限、磨損程度相近的。假如需要混用,要遵守以下原則:一、在同一條輪軸兩側一定要裝相同型號、磨損程度相近的輪胎;二、不要選用速度極限和載重指標低於原車標配的輪胎,所有輪胎的速度極限必須相同;三、如果子午線輪胎和其它輪胎混用,子午線輪胎裝在後軸;四、如果不同寬度的輪胎混用,較寬的輪胎裝在後軸;五、高性能跑車如果換裝M&S的輪胎,則一定要四條輪胎同時換。
最後要提一下的是大家可能會在賽車場上看到一些專業比賽用輪胎,它們所用的標注和民用車不同,比賽用胎的標注用直徑數字代替了扁平率,因此標注由常用的200/50/15變為200/580/15或20/58/15 (mm和cm的分別)。這主要是方便賽車隊知道胎的直徑來調節輪胎/變速箱/終傳率的綜合比例,以便賽車的馬力能在不同長短的賽道上均能全力發揮。

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April 7, 2008
sunny300kes
在天空部落發表於23:54:25 |
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在談過一些花費不大的基本改裝後讓我們先開始一項性價比很高但技術要求不高的改裝 輪胎和輪圈。這種改裝不但可以改善車子的性能表現,更可大幅美化車子的外觀,加上它是看得到的改裝 即個性和身份的象徵,難怪很多改裝商和車迷都把它視為首選的改裝方案。現在我們一起來研究一下改裝輪胎的基本知識。
輪胎的重要性
輪胎可以說是車的最重要部件之一, 簡單地說沒有它車子便不能動。在街車改裝甚至是賽車運動上它更是影響最大的配件之一,在世界頂級賽事如F1 和WRC 中,大家會經常看到不同品牌的“輪胎大戰”或不同車隊的“輪胎戰術”,而比賽的勝負往往取決於不同膠質、特性輪胎的選擇和運用。大家很少聽到什麼“機油大戰”之類的措詞吧?因為歸根結底無論車子發動機的馬力有多大,懸掛的表現有多好,剎車的性能有多強,最終也要*輪胎把它們的優點發揮出來。大家應該還記得數年前國際汽聯(FIA)改變賽例,規定F1車胎必須加上四條直紋溝槽的設計,僅此一項更改便成功地把用天文數字打造的F1賽車的圈速減低,令比賽更安全。由此我們便明白胎紋設計的重要性了。
改裝輪胎注意事項
大部份的街車出廠時配套的輪圈和輪胎都是兼顧了耐用性、舒適性和各種氣候適應性等多方面考慮之後的選擇,比如既要能跑平坦的高速公路,也要能走崎嶇的鄉村小路,胎面不但要低噪而耐磨,還要具有好的排水性能和耐熱性等,當然其中最重要的仍然是成本啦。但如果您願意犧牲一些上述的兼容性和舒適性,並付出多一點的金錢,那麼便可換來性價比甚高的性能提升。
世界上著名的輪胎生產商都提供多種不同特性的運動型輪胎,其中剛柔並重的有Bridgestone(石橋)RE01和 Michelin(米其林) 的 PilotSport等。運動型輪胎的特點是重量較輕,扁平率(aspect ratio)很低,胎壁較硬,有較大膠塊和較少排水紋的胎紋,這些特別設計提升了轉向時的準確度和靈敏度,並可加強剎車系統的效能,令車子在行駛時有更好的路感。個中的原理很簡單,運動型輪胎在製造時採用了如Kevlar等特殊材料,令胎殼較硬並減低了胎重,先進的胎紋設計使較少的排水紋有和原廠輪胎一樣的排水量,而減少排水紋的好處是增加胎面面積和可在排水紋之間形成較大型的膠塊,效果是貼路面積加大並減少在轉向時胎面的變形現象,加上輕而硬的胎殼和低矮的扁平率,這些都使得駕駛者得到更直接和迅速的路面訊息,在操控車子時更得心應手。
如果你不滿足於一般的運動型輪胎,那麼一套毫不妥協,把路噪、耐磨、全天候性等要素完全犧牲的純運動型輪胎(R 胎),如Yokohama(橫濱)的048和Dunlop(鄧祿普)的02G等都將會是你的選擇。這些純運動型輪胎的特點是膠質特軟,只需要很短的熱身時間便達到工作溫度,產生很高的黏性,而且胎面的排水紋比一般運動型輪胎更淺而疏,進一步增強輪胎在彎道上和剎車時的抓地力,加上特厚的胎壁、方型設計的輪胎側,以及更硬的胎殼和胎壁,保證了車子的優越操控性(但同時亦代表乘坐舒適感已蕩然無存)。某些製造商更把一些型號的R胎再細分成多種軟度膠質,供特別的比賽 (例如Gymkhana,一種日本非常流行的小型繞圈賽)或給賽車隊在微雨但濕滑的賽道上使用。要注意的是選用了這些特少排水紋純運動型輪胎的車迷,在雨天開車時切記要把車速減低,因為排水量不多的純運動型輪胎很容易在積水的路面上產生滑水板現象(Aquaplaning,在F1轉播的英文評述中經常聽到的名詞,意即車速相對輪胎的排水量過高,輪胎浮離路面,令車子失控),而一些特軟的R胎則不適合作長途駕駛用(尤其在夏天),因為輪胎很容易過熱(over. heat)而引致爆胎。除了膠質特性和排水紋設計外,增大輪胎的尺寸也是常用的改裝方式。但如果車上有ABS、ASR之類的電子輔助系統,尤其是車的前後軸又配用不同直徑大小的輪胎時,改裝車輪尺寸時應儘量保持輪胎直徑不變(變化應小于4 %),否則行車電腦可能因為改裝後的輪胎滾動數據和比例與原廠的設定不符而誤以為車子出現滑移現象,發出錯誤的指令,令電子輔助系統失準。此外在每次改變車輪直徑後都應重新校對車速表(特別是車輪直徑比原來大時),否則很容易會在不知不覺間超速(因為車速表的讀數會比真實的小)。新型車上的電子車速表可以用調節電阻的方法來校對,但機械式的車速表則很難調整,一般只有*駕駛者自己注意車速了。另一方面在改變輪胎寬度時,還要注意配合輪圈寬度,輪圈相對配用的輪胎太寬或太窄都會導致胎壁提早老化,因為過寬或過窄的輪圈會令輪胎壁向外或內傾斜,改變胎壁原來設計的受力位置。另外要考慮輪胎是否會因過寬而摩擦到車身,比如在轉窄彎或車輪遇上凸起的路面時。高扁平率(aspect ratio)的輪胎可讓車看起來更有型,變形度少的低矮胎壁也可提高車在平地的加速、剎車、操控性能,但車子整體的舒適牲和平順性會變差,輪圈、懸掛等部份受到的衝擊也會更劇烈,影響到相關部件的耐用性。
總結
性能好的輪胎對車的操控表現有好的影響,但盲目追求性能表現(過大、過寬、過軟等)會帶來比原廠胎更壞的效果。比如你的車子只有100匹多一點的馬力,卻配上了寬度達205以上的超軟R胎,結果不但舒適感差了,油耗大了,而且連操控表現都不及原裝的,原因是R胎的優越抓地力加劇了車子的轉向不足(Understeering)現象,反而令車子的操控變得遲鈍。還記得我在第一章時提到改裝時要注意“和諧”和“平衡”嗎?所以在選擇高性能輪胎前應到一些有經驗的改裝店聽取一些專業意見,再自行分析,以免改裝變得弄巧成拙。(下期我們將介紹改裝輪圈的知識和如何識別輪胎、輪圈標識)讓我們看看各種輪胎的集體照(圖一) 最右的是一般原廠胎,
中大家可以清楚看到一般運動型輪胎(左)和純運動型輪胎(R胎,圖中為DUNLOP的02G)在胎紋設計上的不同,亦可看到R胎如何犧牲了在雨天行車時的排水量而突出了在幹路上的優勢。純運動型輪胎的胎紋很少,貼路面積大,並具多級膠質軟度來適應不同的要求。但因為有限的排水量,在雨天駕駛時要格外小心。兩款純比賽用輪胎,無胎紋的是熱熔胎(Slick),最高工作溫度可達100℃,它細分多級軟硬度膠質來適應不同的比賽要求。有胎紋的是“雨”胎,有排水量很高的胎紋設計,同時具有很軟的膠質和很低的工作溫度。如用在幹路上,用不著兩圈便會因過熱而報銷。


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輪胎的重要性
輪胎可以說是車的最重要部件之一, 簡單地說沒有它車子便不能動。在街車改裝甚至是賽車運動上它更是影響最大的配件之一,在世界頂級賽事如F1 和WRC 中,大家會經常看到不同品牌的“輪胎大戰”或不同車隊的“輪胎戰術”,而比賽的勝負往往取決於不同膠質、特性輪胎的選擇和運用。大家很少聽到什麼“機油大戰”之類的措詞吧?因為歸根結底無論車子發動機的馬力有多大,懸掛的表現有多好,剎車的性能有多強,最終也要*輪胎把它們的優點發揮出來。大家應該還記得數年前國際汽聯(FIA)改變賽例,規定F1車胎必須加上四條直紋溝槽的設計,僅此一項更改便成功地把用天文數字打造的F1賽車的圈速減低,令比賽更安全。由此我們便明白胎紋設計的重要性了。
改裝輪胎注意事項
大部份的街車出廠時配套的輪圈和輪胎都是兼顧了耐用性、舒適性和各種氣候適應性等多方面考慮之後的選擇,比如既要能跑平坦的高速公路,也要能走崎嶇的鄉村小路,胎面不但要低噪而耐磨,還要具有好的排水性能和耐熱性等,當然其中最重要的仍然是成本啦。但如果您願意犧牲一些上述的兼容性和舒適性,並付出多一點的金錢,那麼便可換來性價比甚高的性能提升。
世界上著名的輪胎生產商都提供多種不同特性的運動型輪胎,其中剛柔並重的有Bridgestone(石橋)RE01和 Michelin(米其林) 的 PilotSport等。運動型輪胎的特點是重量較輕,扁平率(aspect ratio)很低,胎壁較硬,有較大膠塊和較少排水紋的胎紋,這些特別設計提升了轉向時的準確度和靈敏度,並可加強剎車系統的效能,令車子在行駛時有更好的路感。個中的原理很簡單,運動型輪胎在製造時採用了如Kevlar等特殊材料,令胎殼較硬並減低了胎重,先進的胎紋設計使較少的排水紋有和原廠輪胎一樣的排水量,而減少排水紋的好處是增加胎面面積和可在排水紋之間形成較大型的膠塊,效果是貼路面積加大並減少在轉向時胎面的變形現象,加上輕而硬的胎殼和低矮的扁平率,這些都使得駕駛者得到更直接和迅速的路面訊息,在操控車子時更得心應手。
如果你不滿足於一般的運動型輪胎,那麼一套毫不妥協,把路噪、耐磨、全天候性等要素完全犧牲的純運動型輪胎(R 胎),如Yokohama(橫濱)的048和Dunlop(鄧祿普)的02G等都將會是你的選擇。這些純運動型輪胎的特點是膠質特軟,只需要很短的熱身時間便達到工作溫度,產生很高的黏性,而且胎面的排水紋比一般運動型輪胎更淺而疏,進一步增強輪胎在彎道上和剎車時的抓地力,加上特厚的胎壁、方型設計的輪胎側,以及更硬的胎殼和胎壁,保證了車子的優越操控性(但同時亦代表乘坐舒適感已蕩然無存)。某些製造商更把一些型號的R胎再細分成多種軟度膠質,供特別的比賽 (例如Gymkhana,一種日本非常流行的小型繞圈賽)或給賽車隊在微雨但濕滑的賽道上使用。要注意的是選用了這些特少排水紋純運動型輪胎的車迷,在雨天開車時切記要把車速減低,因為排水量不多的純運動型輪胎很容易在積水的路面上產生滑水板現象(Aquaplaning,在F1轉播的英文評述中經常聽到的名詞,意即車速相對輪胎的排水量過高,輪胎浮離路面,令車子失控),而一些特軟的R胎則不適合作長途駕駛用(尤其在夏天),因為輪胎很容易過熱(over. heat)而引致爆胎。除了膠質特性和排水紋設計外,增大輪胎的尺寸也是常用的改裝方式。但如果車上有ABS、ASR之類的電子輔助系統,尤其是車的前後軸又配用不同直徑大小的輪胎時,改裝車輪尺寸時應儘量保持輪胎直徑不變(變化應小于4 %),否則行車電腦可能因為改裝後的輪胎滾動數據和比例與原廠的設定不符而誤以為車子出現滑移現象,發出錯誤的指令,令電子輔助系統失準。此外在每次改變車輪直徑後都應重新校對車速表(特別是車輪直徑比原來大時),否則很容易會在不知不覺間超速(因為車速表的讀數會比真實的小)。新型車上的電子車速表可以用調節電阻的方法來校對,但機械式的車速表則很難調整,一般只有*駕駛者自己注意車速了。另一方面在改變輪胎寬度時,還要注意配合輪圈寬度,輪圈相對配用的輪胎太寬或太窄都會導致胎壁提早老化,因為過寬或過窄的輪圈會令輪胎壁向外或內傾斜,改變胎壁原來設計的受力位置。另外要考慮輪胎是否會因過寬而摩擦到車身,比如在轉窄彎或車輪遇上凸起的路面時。高扁平率(aspect ratio)的輪胎可讓車看起來更有型,變形度少的低矮胎壁也可提高車在平地的加速、剎車、操控性能,但車子整體的舒適牲和平順性會變差,輪圈、懸掛等部份受到的衝擊也會更劇烈,影響到相關部件的耐用性。
總結
性能好的輪胎對車的操控表現有好的影響,但盲目追求性能表現(過大、過寬、過軟等)會帶來比原廠胎更壞的效果。比如你的車子只有100匹多一點的馬力,卻配上了寬度達205以上的超軟R胎,結果不但舒適感差了,油耗大了,而且連操控表現都不及原裝的,原因是R胎的優越抓地力加劇了車子的轉向不足(Understeering)現象,反而令車子的操控變得遲鈍。還記得我在第一章時提到改裝時要注意“和諧”和“平衡”嗎?所以在選擇高性能輪胎前應到一些有經驗的改裝店聽取一些專業意見,再自行分析,以免改裝變得弄巧成拙。(下期我們將介紹改裝輪圈的知識和如何識別輪胎、輪圈標識)讓我們看看各種輪胎的集體照(圖一) 最右的是一般原廠胎,
中大家可以清楚看到一般運動型輪胎(左)和純運動型輪胎(R胎,圖中為DUNLOP的02G)在胎紋設計上的不同,亦可看到R胎如何犧牲了在雨天行車時的排水量而突出了在幹路上的優勢。純運動型輪胎的胎紋很少,貼路面積大,並具多級膠質軟度來適應不同的要求。但因為有限的排水量,在雨天駕駛時要格外小心。兩款純比賽用輪胎,無胎紋的是熱熔胎(Slick),最高工作溫度可達100℃,它細分多級軟硬度膠質來適應不同的比賽要求。有胎紋的是“雨”胎,有排水量很高的胎紋設計,同時具有很軟的膠質和很低的工作溫度。如用在幹路上,用不著兩圈便會因過熱而報銷。


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