賽車基本設定-底盤基本幾何
January 9, 2020底盤設定-底盤靜態-傾角(Rake)
August 19, 2020當底盤幾何(Chassis Geometry)設定完成後,就要開始設定底盤動態(Chassis Dynamics),一般初階的賽車或是統一規格的賽車也會由此開放調整設定,本篇先介紹避震器彈簧調整。 底盤動態的設定調整中也分很多項目,越高階的賽車設定項目越多,例如高階的方程式賽車會有第三阻尼(3rd damper)來控制車輛的傾角(pitch)。本篇文章主要說明一般賽車上最常調整的【避震彈簧(Spring)】【避震阻尼(Damper)】與【防傾桿(Anti-roll bar)】設定。
【避震彈簧(Spring)】
避震彈簧可調整的項目主要可以大致分為兩項【避震彈簧預載(Spring Pre-load)】與【避震彈簧係數(Spring Rate)】。避震彈簧預載為可調整項目,調整避震彈簧係數擇需更換彈簧,一般來說更換彈簧後需再調整預載,以維持相同的距地高。
【避震彈簧預載(Spring Pre-load)】
避震彈簧預載主要的目為調整車輛的下沉量(Suspension Sag),籠統的說法也就是車高。一般賽車在調整預載時,其實考慮的就是高速時底盤的地面效應(Ground effect),在方程式賽車中此項調整更為細微。例如Takuma Sato在2005年的Turkish Grand Prix就因為排位賽時油料計算錯誤,造成在第八彎的高速彎底盤觸地(Bottom Out)打滑出場。
【避震彈簧係數(Spring Rate)】
避震彈簧係數最簡單的說法就是彈簧的軟硬,一般賽車用的彈簧都是單係數的彈簧,也就是彈簧在不同的壓縮量壓縮的係數(硬度)都是一樣的,這樣可以讓車輛在不同速度下的壓縮量都可以更容易掌握,車手對車子的反應也會比較直接。此種彈簧我們稱為線性彈簧(Linear Spring)
但是轎車用的避震彈簧為了能夠在不同情境(載客或運動)下都能有保有最普及的性能,會透過不同的繞圈密度,或是彈簧的粗度來改變不同壓縮量下的避震彈簧係數。此種彈簧我們稱為漸進式彈簧(Progressive Spring)
另外,在部分越野車車型上,因為要求彈簧預載與係數的差距量太高,所以會已兩組不同的線性彈簧來做配置,一組負責預載,一組負責行駛性能,此種彈簧我們稱為組合彈簧(Stacked Spring)
下圖為不同種類的彈簧,壓縮與做動行程比較。
如果高速車輛前方抓地力不足,降低前輪車高,增加車輛前方的地板效應(ground effect)效率。
如果高速車輛後方抓地力不足,降低後輪車高,增加車輛後方的地板效應效率。
如果高速時底盤觸地,增加避震墊塊(Packer)的硬度或是高度,或是增加彈簧預載,減少高速時的彈簧壓縮量。
如果中低速彎前輪抓地力不足,降低前輪彈簧硬度,或是增加後輪彈簧硬度,將車輛重心移至前方,增加前輪胎溫或抓地力。
如果中低速彎後輪抓地力不足,增加前輪彈簧硬度,或是降低後輪彈簧硬度,將車輛重心移至後方,增加後輪胎溫或抓地力。
本【賽車設定快速指南】作為賽車設定的快速參考指南。本賽車設定指南包括詳細的解釋。
希望可以幫助大家做簡單的賽車設定。如果您想要更詳細地了解實際發生的情況,請參閱【Fundamentals of Vehicle Dynamics】等工程相關的車輛設計書。
設定賽車是一個很棒的愛好但不適合所有人。但是如果你有耐心堅持下去,你會發現它非常令人滿意且有成就感。
所有車輛在零件試作與下場前皆需要使用駕駛模擬器(Sim Racing)來特定調整的問題。
也就是說,有時候我會進入一輛我完全不知道的賽車,或者在一條帶有極端/奇怪路面/彎道犀利的賽道上,使用本【賽車設定快速指南】可以了解有哪些調整我們可以運用。
注意:本【賽車設定快速指南】是基於各種資訊與建議,且只是是一個參考工具,因此並非所有項目都適用於所有車輛。
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了解基本車輛避震彈簧…等設定