工程师干货：国内外「殿堂级」避震对比分析

有很多车友都在问我们

怎样提高汽车马力

怎样提高操控

怎样改避震

怎样改刹车这些细节的改装问题

这次我们就请专业的底盘性能工程师 —— 杨工

来聊聊关于避震的那些知识

让大家在改装避震的时候可以少走一些弯路

并且可以多了解一些避震的知识

介绍

DFV / Clubsport / Aragosta / AST / Nitron

- DFV -

DFV是Dual Flow Valve的简称，意思是双通道阀，为什么是双通道呢？

因为DFV的设计是在高速压缩和高速回弹或者活塞突然加速的情况下，能打开额外通道（图中橙色部分）来减小阻尼，使轮胎迅速跟随地面起伏而运动，保证车轮能够尽可能长时间地和地面接触从而保持抓地力。【1】

上图是没有DFV的减震器，车轮在压凸起之后会腾空，减少车轮与地面接触的时间从而影响抓地力。

上图则是有DFV减震器，车轮在压到凸起之后，迅速回弹与地面接触，最大限度地保持抓地力。

提到DFV，相似的有Koni的FSD，但是与DFV相比，FSD只在回弹时起作用。两者高下立判（杨工之前就选择了FSD，悔恨啊……）

- Clubsport -

Clubsport是双筒减震器，分为2 way和3 way两种型号，3 way的带外接氮气罐，并且都带鱼眼塔顶。

但是据欧美论坛的车友说Clubsport和V3的阀系结构差不多，回弹和压缩阻尼比V3稍大，但是没有保修，购买过clubsport的同学可以出来现身说法。

在之前的文章里，已经引用了KW的官方网站来解释其产品的结构，在此就不再赘述。

除此之外，KW的官网对自己的产品并没有更详细的介绍，只是表明Clubsport更偏向于赛道取向。如果有对clubsport了解的同学可以在文章下方留言。

- Aragosta -

Aragosta是一个原产于荷兰的厂家，后来被日本的Top Line收购，然后开发了很多对应日本本土车型的型号。

总体来说，Aragosta分为以下几个型号

• TYPE-S = Sports（运动）

• TYPE-SS = Super Sports（超级运动）

• TYPE-P = Premier（高级）

• TYPE-E = Comfort (Aragosta E)（舒适）

• TYPE-C = Compact Sports（紧凑型运动）

• TYPE-W = Wagon（旅行车）

我想，Aragosta最出名的莫过于他的铝制锻造筒身加WPC精密处理。那何为WPC呢？据http://www.links-jpn.com/cn/wpc/index.htm网站介绍【2】 ——

WPC处理是金属表面改质技术的一种，主要是以提高金属零件的耐疲劳性和耐摩耗性为目的所进行的处理。WPC处理不是提高金属的强度，而是提高金属的抗疲劳强度。WPC处理是用40～200微米, 以超过100m/sec高速对被处理材料进行的喷射处理。

与之相似的处理是被称为Shot Peening或是Hard Shot Peening的处理，有效地提高疲劳强度，常被使用在齿轮及弹簧等零件上。

WPC处理比以上两种处理能够更加提高零件的耐疲劳强度。特别是被WPC处理过的金属表面上不回变得粗糙,而形成非常细小的凹凸，此处保持有润滑油那么就会提高润滑性。

另外方面，WPC处理是与至今的技术是有很大区别的，WPC处理是一种表面热处理技术。

喷射速度很快所以喷射撞击金属时会瞬间产生热量。其热量温度是可达到溶化金属结晶程度的温度。一次溶化的金属急冷后金属的结晶就会变得非常细小。

结晶体变细就使结晶的表面积加大，结晶体间的连结加强，被称为岩缝这样的缝隙就很难形成。WPC处理使金属表面的结晶变得很细小的同时，还有能修复表面细小裂缝的作用。

若提起磨耗产生结晶的脱落现象，那么结晶的细微化连结加强,那么就会耐摩擦强。另外，WPC处理的金属表面，其硬度也提高。

WPC类似于喷丸，但是直径要小得多，速度也要快得多。右图是喷丸与wpc喷射材料的对比【3】

经过WPC处理的锻铝筒身，自然是又轻又耐磨润滑又好。

同时，减震器内壁还有Kashima涂层，润滑油脂粒子通过电击方法注入经过硬铝表面氧化的上管表面的数十亿个微孔中。使Kashima涂层上管保持最佳的润滑特性，经Kashima涂层处理的轻量铝制部件的硬度和耐磨度是传统以硬阳极氧化处理的４倍。

另外Aragosta的内筒加工精度达到2微米，所以Aragosta其实是一家非常牛逼的加工厂。

- AST -

AST是一家荷兰的减震器品牌，投入竞技领域多年。

许多知名赛事Porche Cup、WTCC、BTCC、Le Mans等，都可以见到厂队选用AST Suspension的身影。

而美国最高等级Grand AM赛事中的Sport Car Challenge，共30部赛车有高达九成使用AST避震器，能够获得专业赛车队的肯定，形同最佳口碑。

2011年，AST Suspension收购了MOTON高端赛车避震品牌，该品牌的避震已经在WTCC和LE MANS赛事中使用多年，主要产品是专业赛车用3way和4way避震。

AST分为5个系列

4100单筒，正立式，不锈钢筒身，回弹可调，避震芯DLC表面处理，双面Digressive活塞。

5100单筒，倒立式，不锈钢筒身，回弹可调，避震芯DLC表面处理，双面Digressive活塞。

5200可升级到5300，倒立式，铝筒身，压缩回弹独立可调，外挂氮气罐，鱼眼塔顶，避震芯DLC表面处理，双面Digressive活塞。

5300单筒，倒立式，铝筒身，高低速压缩，回弹可调，外挂氮气罐，鱼眼塔顶，合成避震油，避震芯DLC表面处理，双面Digressive活塞。

6100拉力减震，单筒，倒立式，50mm外筒，铝筒身，回弹可调，避震芯DLC表面处理，双面Digressive活塞。

官网的介绍也很笼统，只表明所有AST减震器都是单筒设计，46/40mm活塞，填充高压氮气。有经验的酷乐车友可以在文章后方留言。

- Nitron -

杨工本人对Nitron这个品牌并不熟悉，但是在写上篇文章搜索素材时注意到了他们的产品，觉得肯定不是一般货色，正巧文章后就有车友提出来了，便做了一番功课。

Nitron成立于1998年，最初给GT和单座赛车提供咨询服务，设计摇臂、羊角等悬挂部件。第一批的减震器供应给莲花、卡特汉姆和TVR。

汽车用的减震器分为两个型号

• NTR R1：1 way调节，钛阳极硬化工艺

• NTR R3：3 way调节，钛阳极硬化工艺

官网的介绍就这么多……放一张高清大图吧。

怎么调预压？预压和阻尼有没有关系？

绞牙弹簧的预压是很多车友关心的问题。应该预压多少？预压对于减震器的影响是什么？

以下文字摘自某国内著名改装网站。

在回答这些问题之前，我们先来回顾一个简单的物理知识。

F=kx

弹簧上的力 = 弹簧刚度 × 长度的变化

弹簧被压缩后的长度就等于车身施加在塔顶的力除以弹簧刚度。

假设10kg弹簧， 而压在弹簧上的重量是400公斤（注意，不是用角秤秤出来的重量，因为这中间还涉及到一个杠杆比 – motion ratio的问题）。

那么在没有预压的情况下，弹簧被压缩40mm。而预压指的是，在减震器完全伸张的情况下，弹簧在安装到位时受到的力。

假设，杠杆比 = a/b= 0.6 （瞎说的），在脚管不可调的前提下，有以下3种情况（左图为0预压和正预压，右图为负预压和0预压【4】）

负预压

弹簧完全没有被压缩。

也就是说，弹簧避震组装好之后，弹簧是可以自由活动的。我想没人会这么组装避震，因为这种情况下，车轮下行会造成弹簧离开弹簧座，而车轮上行则有可能造成避震撞底（bottom out）。

完全错误的一种情况。

0预压

避震弹簧组装好之后，弹簧处于被压缩的临界点，没有外界的作用力。假设这种情况下，车辆落地，弹簧的长度会减少40mm。而轮毂中心到叶子板顶端的距离假设300mm。

预压不超过40mm

假设给弹簧10mm的预压（正确的方法应该是先将弹簧夹紧，再旋转托盘，这样不会损伤绞牙的螺纹），如果脚管位置不变或者是全长固定的绞牙。

那么相应的，车辆落地之后，减震器活塞位置提高10mm， 弹簧被压缩30mm， 车身高度会比0预压增加10mm/0.6=16mm。则轮毂中心到叶子板顶端的距离假设316mm。

40mm预压

弹簧安装时被压缩了40mm。车辆在落地以后，减震器活塞位置提高40mm, 弹簧长度不会发生变化。但是轮毂中心到叶子板顶端的距离则增加了40/0.6=64mm，达到364mm。

由以上这段分析，大家可以看到预压的主要作用是调节车身高度，从而相应地调节活塞在减震器里的起始点。特别是针对不同弹簧硬度。

例如平日走街跑山用的软弹簧，预压需要大一些，保证活塞的起始工作行程不会太低；而落场比赛换上硬簧的时候，则可以用小一点的预压。

当然，这和弹簧的自由长度也有关。如果是一根又软又长的弹簧，也可以减小预压。另外，落地状态下避震连杆外露的长度同时还影响缓冲块介入的时间（上图中浅黄色梯形物体）。

还有一个作用就是在单人比赛时， 驾驶位的减震器可以适当多加一些预压，保证在驾驶员落位之后，活塞位置与副驾侧的减震器保持一致。

预压的第二个作用是改变弹簧的工作范围（不考虑悬挂本身的行程）

从以上分析能看出，车轮入坑下行时

• 预压0mm时，弹簧有40mm下行的行程，车轮有64mm的行程

• 预压10mm时，弹簧有30mm下行的行程，车轮有50mm的行程

• 预压40mm时，弹簧没有下行的行程

这意味着如果预压太多，整个车是被重力拽入到坑洼中，而不是弹簧主动将车轮贴紧地面，因此给人的感觉就是很颠簸。

而当车轮压到凸起时，施加在弹簧上的力必须要克服预压力才能使弹簧被压缩，从而使减震器开始动作。因此，如果预压太大，车辆给人的感觉就是冲击大，悬挂硬。

综上所述，如果绞牙生产商对某车型标配的弹簧给了推荐的预压值，那就按照厂家的来吧。

如果弹簧是自选的，那就可以在安装弹簧之前，先测量一下减震器的行程。装车并且落地观察减震器活塞杆露出的长度，调整弹簧托盘保证活塞杆位置没入1/2~1/3左右即可。

回到最开始的那一段话，预压确实和弹簧强度有关系，但同时也和弹簧长度有关系，不能单纯地根据弹簧强度来选择预压的长度。

弹簧公斤数，回弹，压缩怎么调整？

谈到弹簧公斤数，我在国外某论坛找到一位动手达人写的帖子，里面详细介绍了他是怎么对BC BR重新进行阀系搭配的，各位同学有兴趣可以点击到文章下方的链接。【5】

通常在进行粗略的计算时，将1/4车辆模型简化为以下的双自由度模型。

• M是簧上质量

• M是簧下质量

• Ks是悬挂刚度（需要注意的是，Ks并不代表弹簧刚度，而是等效到轮胎接地点的悬挂刚度）

• Kt是轮胎刚度

• Cs则是悬挂阻尼

在底盘开发时，弹簧的公斤数一般基于我们对悬挂自然频率（Natural Frequency）的选择。

以下则是该贴作者给出的一些典型车辆的悬挂自然频率。纵坐标越高，代表车辆越不舒服。（自然频率越高，意味着弹簧对路面起伏的反应越快）

上图中可以看到，舒适性的趋势是随着自然频率的增加而降低的

• 舒适性：野马>考维特>GT40>Exige（参数丨图片）>Elise

• 自然频率：野马<考维特Elise

这也说明，自然频率和舒适性的关系趋势大致如上图，但不是绝对的。

计算轮胎处的悬挂刚度则需要上文提到的杠杆比（Motion Ratio）

如果弹簧的刚度是10kg/mm，轮胎处的悬挂刚度= 10 x 10000 x (0.607 x 0.607) = 36845N/mm。

簧上质量

对于普通车友来说，簧上质量没办法直接获取，通常用corner weight来替代，就是用四轮地秤秤出来的结果。（可以估算一下簧下质量，用corner weight减去簧下零件的质量来替代）

作者的GS300左前重量为480kg, 那么自然频率：

而通常的前后自然频率比大概在0.85~0.95（因为轴距的关系，通过同一个振动，后轴和前轴有一个时间差。

而为了消除这个时间差，后轴必须更快的收敛，所以自然频率要高一些）。因此以后轴的偏频在1.54左右来选弹簧。

以下是某些车辆的典型自然频率【6】

• 0.5 - 1.5 Hz 乘用车

• 1.5 - 2.0 Hz 房车赛车及低下压力方程式赛车

• 3.0 - 5.0+ Hz高下压力方程式赛车

回到上文关于自然频率的图，GS300的前悬挂自然频率为1.39，比Mustang还舒服。

好的，大家已经掌握黑科技了。当然，这种计算的方法非常粗略，但是对普通车友来说应该已经足够了。

具体到阻尼的调校，首先要弄清楚在阻尼过大或者过小时，车辆有什么表现或者反馈。【7】

低速压缩阻尼太小

• 长弯中侧倾过多

• 加速时车尾下沉太多

• 刹车时车头下沉太多

低速压缩阻尼太大

• 无法有效吸收小的路面冲击

• 加速时损失牵引力

• 刹车时损失牵引力

• 入弯不顺滑

高速压缩阻尼太小

• 减震器在飞跳之后完全压缩

• 高速压过障碍时车轮离地

• 驶入坑洼时，减震器无法缓冲车身重量而完全压缩

高速压缩阻尼太大

• 车整体感觉硬

• 车过多地跟随路面起伏

• 大的冲击被车身吸收

• 损失牵引力

• 高速压过障碍时车辆离地

回弹阻尼太小

• 避震压缩之后车辆被弹起

• 车的感觉松散

• 在弯道中车身被抬起

回弹阻尼太大

• 压缩之后，避震回到初始位置太慢从而无法快速衔接下一个冲击

• 车的感觉硬

• 车弹跳过多

• 损失牵引力

• 刹车距离更长

• 整个车陷入坑洼，而不是只有车轮

欧系为什么全长固定多

这个问题我也注意到了，很少有欧系减震器厂家做成像日系、台系减震器那样的全长可调式。

我觉得主要还是和设计思路有关，可能欧系厂家对于车高降低的程度有一个理想的范围，因此留给用户的只有预压可调。

IFP活塞深度注油排空

这个问题提得很具体，提问题的同学应该是从业人员。

因为我个人接触得更多的是民用减震器，所以这个问题只好请教我之前在车队工作时认识的一个大神。这个大神叫Kent，瑞典人。先后就职于Volvo, Ohlins, 现在在Fox racing，是一个避震的专家。

我将他的原话翻译如下

设定IFP深度有不同的方法，Fox和Ohlins用特殊工具来设定IFP深度。Ohlins的减震器被设计为必须使用注油机。Fox和一些日本的减震器品牌则不需要注油机。通常将IFP的排油螺丝打开进行注油，当可以看到减震油时，关闭排油螺栓，则减震器其他的部分已经注满油。接着装配连杆总成，然后从主油封处或者通过排油螺丝排油。当主油封就位，IFP排油螺丝打开，就能用工具设置IFP位置。

某些减震器不能用工具设置IFP则需要使用特殊的主油封或者通过连杆位移的方法来设置IFP。

检查减震器内是否有空气的最简单的方法就是用工具锁住IFP并按压连杆。如果感觉是硬的那说明减震器被注满，如果是软的则有空气。在试功机上出现的阻尼的延迟或迟滞现象说明减震器内有空气。

参考

【1】https://www.ohlins.com/ohlins-unique-dual-flow-valve/

【2】http://www.links-jpn.com/cn/wpc/index.htm

【3】http://www.wpctreatment.com/about.htm

【4】http://teinusa-blog.com/preloading-it-up/

【5】https://www.clublexus.com/forums/gs-1st-gen-1993-1997/770149-diy-shock-revalve-parts-1-3-a-2.html

【6】http://www.optimumg.com/docs/Springs&Dampers_Tech_Tip_1.pdf

【7】http://www.proflex.be/enafstellingen.html