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    線性彈簧

    • 作者:小益
    • 發布時間:2020-10-14 13:46:30
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    核心提示:  懸掛系統的彈簧以圈狀彈簧最常用,原因是容易制作、性能效率高、價格低。彈簧在物理學上的定義就是儲存能量,當我們施一固定的力於彈簧,它會產生變形,當我們移開施力則彈簧會有恢復原狀的趨勢,但彈簧在回彈時

      懸掛系統的彈簧以圈狀彈簧最常用,原因是容易制作、性能效率高、價格低。彈簧在物理學上的定義就是儲存能量,當我們施一固定的力於彈簧,它會產生變形,當我們移開施力則彈簧會有恢復原狀的趨勢,但彈簧在回彈時震湯的幅度往往會超過它原來的長度,直到有磨擦阻力的出現才會減緩彈簧回彈後造成的自由震湯,這減緩彈簧自由震湯的工作通常是避震器的任務。

      一般的彈簧是所謂的『線性彈簧』,也就是彈簧受力時它的壓縮變形量是遵循物理學上的『虎克定律』:F=KX,其中F為施力,K為彈力系數,X則為變形量。舉例來說有一線性彈簧受力40Kg時會造成1cm的壓縮,之後每增加40Kg的施力1cm一定會增加的壓縮量。事實上懸掛的彈簧還有其他的壓力存在,即使彈簧完全伸展時彈簧仍會受到壓力以便讓彈簧本身固定在車上。

      在傳統彈簧、吸震筒式的懸掛設計上,彈簧扮演支持車身以及吸收不平路面和其它施力對輪胎所造成的沖擊,而這里所謂的其它施力包含了加速、減速、剎車、轉彎等所對彈簧造成的施力。更重要的是在震動的消除過程中要保持輪胎與路面的持續接觸,維持車子的循跡性。而改善這輪胎與路面的接觸是我們改善操控性的首要考慮。

      彈簧的最主要功能就是維持車子的舒適性和保持輪胎完全與地面接觸,用錯了彈簧會造成行車品質和操控性都有負面的影響。試想如果彈簧是完全僵硬的,那懸掛系統也就發揮不了作用。遇到不平的路面時車子跳起,輪胎也會完全離開地面,若這種情況發生在加速、剎車或轉彎時,車子將會失去循跡性。如果彈簧很軟,則很容意出現『坐底』的情況,也就是將懸掛的行程用盡。假如在過彎時發生坐底情況則可視為彈簧的彈力系數變成無限大(已無壓縮的空間),車身會產生立即的重量轉移,造成循跡性的喪失。如果這部車有著很長的避震行程,那麼或許可以避免『坐底』的情況發生,但相對的車身也會變得很高,而很高的車身意味著很高的車身重心,車身重心的高低對操控表現有決定性的影響,所以太軟的避震器會導致操控上的障礙。假如路面是絕對的平坦,那我們就不需要彈簧和懸掛系統了。如果路面的崎嶇度較大那就需要比較軟的彈簧才能確保輪胎與路面接觸,同時彈簧的行程也必須增加。彈簧的硬度選擇是要由路面的崎嶇程度來決定,越崎嶇要越軟的彈簧,但要多軟則是個關鍵的問題,通常這需要經驗的累積,也是各車廠及各車隊的重要課題。

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