汽车改装基础知识(2)

2018-11-17 22:07

至于如何分辨轮圈的制造方式,其实大部分品牌都有铸造和锻造的产品,有些轮圈上用forge、cast、heat treat之类的字眼注明生产工艺,若没有标注,那么就在店内多拿几款相同尺寸的轮圈,用手感觉它们的重量,轻的是锻造轮圈,重的就是铸造轮圈。若用家非常注重高性能或者觉得车本身的马力太弱,那么可选用锻造的轮圈,若车更大程度上是一部运输工

具,那么选铸造轮圈比较适合。

轮圈选购注意事项

在轮圈改装的整体尺寸方面有Plus One、Plus Two的说法,意思即是在原厂轮圈基础上把轮圈直径和宽度同时加大1英寸或同时加大2英寸,比如原厂使用14×6英寸的轮圈配205/70 R14轮胎,Plus One即是用15×7英寸的轮圈,配上215/60 R15的轮胎,就能达到既加宽轮胎又保持车轮直径不变的目的。同理,Plus Two即是用16×8英寸的轮圈配225/50 R16

的轮胎。

这里有一个计算公式给大家参照:轮胎直径 = 轮胎宽度×扁平率×2 + 轮胎内径(也即是轮圈直径)。无论Plus One还是Plus Two,只要保证轮胎直径变化不大,都是可以接受的,当然你计算出来的轮胎尺寸最好是市面常见的,比较方便购买啦!轮圈的另外一个尺寸参数是Off-Set。如果轮圈安装底面和轮圈中线在同一个平面,Off-Set就是零;如果轮圈底面偏向外侧,Off-Set就是正值;偏向内侧则时则为负值。不同车的原厂Off-Set可能不同,这是厂家设计汽车时决定的,比如越野车通常用接近零的Off-Set值(甚至是负值),轿车则通常都是正Off-Set的。改装时,选用较小Off-Set的轮圈可让车轮向外移,使车看起来更威猛,比如Off-Set 45改成35,车轮就向外移动10毫米(若把35改成45则车轮内移10毫米)。相应地,如果把越野车的Off-Set 0改成-20则车轮会外移20毫米。但是,当你考虑换轮圈更改Off-Set前,必须清楚这会给车的性能带来三方面的影响:一是车轮向外移之后,由于杠杆比的改变,悬挂就会显得软了;二是车的转向特性会发生变化,增大了前轮轮距,会增加转向不足的特性;三是更改轮距可能造成轮胎偏磨、方向盘沉重、甚至方向颤抖的情况。Off-Set值的大小跟能否容纳大刹车钳并没有直接的关系,Off-Set值相同但轮辐形状不同的两个轮圈,可能有一个能容纳大刹车钳而另一个不能。购买轮圈时最好还是把车带过去试装,不要只看数字跟旧轮圈相同就买回去,退换都是很麻烦的事情。PCD值通常写成4×100 或5×114.3等,表示螺丝孔连成的圆圈直径为100毫米或114.3毫米、上四颗或五

颗螺丝。这不需要担心,只要买轮圈时把车开过去试装,能装进去就一定不会错。

最后要谈的是轮圈的大小问题,一般来说较宽的轮胎/轮圈组合可以给车子带来更好的操控性,但直径较大的轮胎/轮圈组合却没有什么好处,反而会增加车子的非簧载质量。在赛车运动中选用大轮圈的好处是可以配置较大的刹车卡钳和巨型刹车碟,以提升散热效率和刹车效能,但如果您的刹车碟只有10英寸不到,而且又不打算选用一款外露刹车系统的轮圈的话,我建议您选购轮圈时最多Plus One就可以了,因为Plus Two以上的大轮圈会令你

自曝其短(看到难看的原厂刹车卡钳和碟)。

阅读轮胎的标注

子午线轮胎(Radial tyre)的规格包括宽度、扁平率(Aspect ratio)、内径和速度极限符号。比如标注为P195/65 R15(91V)的轮胎(这里仅介绍最常见的轮胎标注方式),P表示这轮胎用于一般的载人汽车,宽度是195毫米,扁平率65%,是子午线轮胎(用R表示),轮

胎内径是15英寸,每条轮胎最大承载615公斤(用91表示),最高时速是240公里/小时(用V表示)。有些轮胎的标注没有斜杠,则宽度是以英寸表示的。非子午线轮胎以B或D代替R字。轮胎装上标准尺寸的轮圈并充气后,胎壁高度与轮胎宽度的比值称为扁平率。扁平率对轮胎的性能有很大影响:扁平率较大的轮胎在颠簸的路面上有较好的舒适性;而扁平率较小的轮胎与路面有较大的接触面积,具有较大的胎壁刚度,因此在硬质路面上有更好的抓地力和敏锐的反应,但舒适性较低。换用不同扁平率的轮胎时,要注意保持轮胎直径不变,轮胎直径可以利用胎壁上的尺寸标注计算出来,公式是:轮胎直径 = 轮胎宽度×扁平率×2 + 轮胎内径。比如尺寸为205/70 R14的轮胎,轮胎宽度是205毫米(8英寸),扁平率是70%,轮胎内径是14英寸(356毫米),所以轮胎总直径 = 205×0.7×2 + 356 =643毫米(25.2 英寸)。选购轮胎时还应留意其它标注。若轮胎标注有M&S或M+S,表示适用于泥地和雪地(Mud & Snow),通常在冬天下雪的地方使用。TUBELESS表示无内胎(俗话叫真空胎),TREADWEAR则是表示磨损寿命,数值越大表示轮胎越耐磨。除非因为特别原因,否则同一辆车的所有轮胎应该是相同尺寸、同类花纹、相同速度极限、磨损程度相近的。假如需要混用,要遵守以下原则:一、在同一条轮轴两侧一定要装相同型号、磨损程度相近的轮胎;二、不要选用速度极限和载重指标低于原车标配的轮胎,所有轮胎的速度极限必须相同;三、如果子午线轮胎和其它轮胎混用,子午线轮胎装在后轴;四、如果不同宽度的轮胎混用,较宽的轮胎装在后轴;五、高性能跑车如果换装M&S的轮胎,则一定要四条

轮胎同时换。

最后要提一下的是大家可能会在赛车场上看到一些专业比赛用轮胎,它们所用的标注和民用车不同,比赛用胎的标注用直径数字代替了扁平率,因此标注由常用的200/50/15变为200/580/15或20/58/15 (mm和cm的分别)。这主要是方便赛车队知道胎的直径来调节轮胎/

变速箱/终传率的综合比例,以便赛车的马力能在不同长短的赛道上均能全力发挥。 第四章:制动改装

无论什么车,刹车系统都是保障行车安全最重要的部分,而对一些拥有大马力改装车的车迷来说,强力的刹车更不可少,毕竟车子光有强劲的加速力却不能轻松地停下,会导致严重后果。因此进一步提升车的速度性能前,我们要先来提升刹车系统的性能。

在谈改装前我们先来了解一些刹车系 统的理论,一台有200hp马力、重1300kg的轿车,从静止加速到时速100km/h可能需要9-10秒的时间,但同一台车在猛烈刹车的情况下由时速100km/h减速到完全静止,只需要不到3秒钟的时间,这说明了刹车系统的负功率可以比动力系统的功率大好几倍。在物理学里,“能量”是不会消失的,它只会从一种形式转化为另一种形式,比如动能转化为热能、光能等。在上面的例子里,车的大量“动能”就是被刹车系统在瞬间全部转化成了热能,积聚在刹车部件、车轮、路面上。而且,如果刹车时没有抱死车轮,那么大部分热能会被刹车部件吸收。这些热能如果不能迅速散失,将会导致刹车皮或刹车油过热,使它们失去其最重要的作用——保障安全,因此在改装刹车系统时,每一个环节都会和温度扯上关系。

刹车皮

原厂的刹车皮由于要照顾到成本、耐用、清洁 (刹车粉)和低温功效等要求,一般来说摩擦系数(mu)不会很高(大概在0.4以下),而且多不可以承受超过300℃的温度,因此在连续多次使用后便会发生效能衰退。所以,更换高性能的刹车皮就是我们改装刹车系统的第一

步。选择高性能刹车皮时要注意不要贪大mu数和超高温,摩擦系数太高会使得慢速行驶时的刹车动作变得太敏感,每次轻触刹车踏板都会令车上的乘客人仰马翻,此外刹车盘也会因摩损增大而降低寿命。耐高温型号的刹车皮在低温时的效果其实并不好,如我们车队用的IDI C3型刹车皮,其工作温度是从300℃开始,因此车手在热身圈时就会不时一边加油,一边用左脚刹车来令刹车皮进入工作温度。我建议一般车迷可选购工作温度在0℃到500℃左右、mu值在0.4以上的“运动型”刹车皮,它能应付大部份情形的需要 (IDI、PFC、Ferodo和Project mu都有此类型选择)。要提醒一下的是,如果选配了一些高起始工作温度的刹车皮,车主在早上开车时要特别小心,在冬天时更要加倍注意。

刹车油

有了耐高温的“运动型”刹车皮,当然需要有匹配的刹车油。现在市面上常见的刹车油的最高标准是DOT 5,符合这一标准的刹车油干沸点为260℃,当刹车钳活塞的温度高于此干沸点时,便会使得部分刹车油汽化。而当液压系统内空气过多时,会令到刹车踏板的行程变长,严重时可能刹车踏板踏尽也不能把车刹停!另外刹车油是“吸水性”很强的物质,渗了空气中的水份后沸点便会降低(水的沸点可只有100℃啊),以常见的DOT4刹车油为例,干沸点230℃,当渗入1%的水份时,沸点就降低到只有118度!! 因此,如果你喜欢时常表现一下爱车的性能,那么就应该勤换刹车油。纯比赛用的刹车油(干沸点达330℃以上)不但价钱昂贵(约600元/升),而且需要更换和“排空”的次数更多 (我们车队是每次练习后都要更换),除非是准备到赛道上一展身手,否则DOT4以上的刹车油应可满足大部份车迷的要求。

刹车油管

大多数街车的刹车油管是用有可塑性的材料(比如橡胶)制造,较容易在接口处漏油和吸入水份,而且在高强度的刹车时这些管会因受热和受压而膨胀,令刹车踏板行程变长和影响踏板的感觉。而选用带钢丝编织物制造的赛车用刹车油管(刹车钢喉)不但耐热,而且坚固的钢丝层能提供很好的保护,令刹车油管受外物刺破的可能性大减,是一项值得投资的改装。常见的油管牌子有Goodridge 和 Earl’s 等,大部份的车型都可买到专用的套装,而一些专业的改装公司更有设备替稀有车型度身订造。

以上提到的是性价比很高的刹车系统改装,在很大程度上可以满足一般动力改装后的需要?但如果你认为还不足够,以下的建议就要让你大为花费了。

刹车钳

换一套大型多活塞的刹车钳能直接提高刹车性能 (和提高爱车的收视率——当然还要配合透视型的轮圈啦) 。道理很简单,刹车钳大了,配用刹车皮的总面积也大了,刹车效能当然就好了。改车界好像十分重视刹车钳的活塞数量,当然活塞越多,施加在刹车皮上的压力和产生的温度就越均匀,还可增加活塞的总面积。增大活塞面积有什么好处呢?因为刹车油的管道可承受的压强有限,加大活塞面积就能提高刹车皮对刹车碟的极限压力了(压力 = 压强×面积)。不过换用多活塞的卡钳后要达到相同的刹车压力就可能需要更大的踏板行程,也就是说要踩得更深。改善的方法是更换制动总泵,甚至是配用赛车式的双制动总泵来分别控制前后制动的分配,以达到最个人化的理想效果,但这样改装成本非常高,一是越多活塞的卡钳价格越贵,二是改装制动总泵尤其是双制动总泵涉及的学问不少,而且要花不少的工

时和材料,如果不是改装赛车出赛实不值得。从实用角度去考虑,选择卡钳还是要讲求匹配,一般高性能街车采用4活塞的卡钳就足够了。另外值得注意的是刹车钳的重量,虽然外形是差不多,但用轻金属制造的高档刹车钳 (如AP Racing, Brembo 等)比铸铁的产品轻一倍以上,而刹车系统是非簧载重量(unspring weight )的一部份,负重多少对车的操控可是有直接影响的。另外,高档刹车钳的散热性能非常高,对控制刹车系统的温度帮助很大。

刹车碟

杠杆原理告诉我们,刹车钳离开碟心越远,产生的制动力越强,同时所需的踏板力度越小。除了力学原因外,刹车碟另外一个重要功能是一个大面积的高效率散热器(heat.sink),负责把刹车时产生的热能扩散到空气中,因此从纯性能的角度看刹车碟是越大越好(上期在介绍轮圈时也提及赛车选用大轮圈的原因便是为了容纳大型的刹车碟)。以下是一些高性能刹车碟的设计介绍:分体式刹车碟虽然成本较高,但可减轻碟的重量;通风碟的透风中空设计是要降低和平均碟内外两面的温度;摩擦面上的旋转放射状坑纹有助于把在高温摩擦时产生的刹车粉屑引走,避免它们留在刹车皮和刹车碟之间,降低摩擦系数;钻孔刹车碟则兼有散热、减重和引走刹车粉的作用,但会减少摩擦面积和影响刹车皮的耐用性。

注意事项

改装刹车系统时要注意平衡和前后制动分布,过大的制动力容易令轮胎抱死,前轮的问题还不算太大,但后制动力过敏容易使车子在刹车时不稳定甚至打滑,发生意外 (如有ABS系统可减低抱死现象,但每次刹车都触动ABS始终是不健康的)。切勿自行对刹车碟加工(如钻孔),未经计算的土加工方式会严重影响碟的刚性,不但不耐用,更可能在大强度刹车时使碟体爆裂而引发意外。

总结

大部份车迷在改刹车系统时都会把注意力放在制动力上,因为改装后的效果是很容易感觉得到 (轻了的踏板力度)和看得到 (加大了的刹车碟充满了整个轮圈)的,市面上很多经济型的改装套装都可以满足这两方面的要求,但说到要同时具有重量轻和高耐热/ 散热能力这些高层次要求的话,便必须选购高档的产品。归根到底,以上各个方面的配备无论有多完美,最终令汽车停下的还是地面给轮胎的摩擦力,如果轮胎性能差,或是地面湿滑、有沙石,同样不能得到好的刹车效果。轮胎的抓地力极限就是刹车性能的最高极限,其它一切配备都只是为了接近这个极限,而不是把这个极限提高。所以我们除了肯花钱改装刹车系统外,还要买套好的轮胎。

第五章:悬挂系统的改装

汽车的悬挂系统是一个十分复杂的系统,各个配件之间有着千丝万缕的关系,当然作为车主并不需要知道太多深奥的理论,但如果要改装得宜,达到预期的理想效果,一些基本理论知识是必需的,希望大家不会觉得沉闷。

车辆动态,重量转移

一台汽车,不论它的形状大小都只有四点——即车的四只轮胎接触地面,而这只轮胎分

别承担了车 及它所搭载人和物的总重量。假设一辆FF车(前置发动机,前轮驱动)的总重是1000kg,在“静止”时每只前后轮胎负重分别只是300 kg和200kg(每边计),但当车子一“动”起来以后,每只轮胎的负重随即出现了微妙的变化。简单地说物理学上的动态惯性 (我们在乘车时身体在车子加速时向后压,减速时会向前冲,转向时会向反方向摆动所感觉到的力量) ,会令车子无论是在加速,减速或是转向都会产生重量转移(weight transfer),而重量转移的结果是令个别轮子的负重激增,例如在平地上急刹车时原来由后轮负担的大部份重量会在一瞬间转移到前轮上,即原来只负担600kg车重的两个前轮一下子要负担高达800kg(或更多)的车重;这还不算,如果车子在高速下坡时要拐一个急右弯,而司机在弯中突然松油门,这一连串动作引致的重量转移会使右后轮负重是零(因为它己凌空了) !左前轮的负重则可能高达800kg,而左后轮和右前轮则可能分别只有80kg和120kg的负重——这严重不均衡的现象会令左前胎不胜负荷而打滑(即Understeer,转向不足),失去转向能力而向前直冲。这时候开车的人如果在慌忙中踏下刹车,会令更多的重量由己经负重不多的后部向前移,结果左后胎因负重太少导致下压力(down force)不足,摩擦力不足以抗衡车子在转右弯时所产生的左横向力,而产生向左横移(即Oversteer,转向过多)。以上是一个简化了的例子,不同设计和驱动形式的车子在同一情况下产生的重量转移速度和分布稍有不同,但基本的原理是一样的。重量转移是一把双刃剑,控制不当会令车子“推头”——转向不足,或“甩尾”—— 转向过多,如控制得宜则可增加个别车胎的下压力,使加速、转向或剎车时更得心应手,详细的分析将来有机会和大家交流赛道驾驶心得时再谈。

如何控制重量转移

从上述的例子看到,如果可以减少车子在动态时的重量转移现象,便可提高轮胎出现打滑前的极限,亦即大幅改善车的整体操控性。事实上在上世纪90年代初F1赛车就曾出现过“主动悬挂系统”(active suspension)的设计,是用计算机在适当的时候(如拐弯时)调节悬挂系统的强度,控制重量转移现象的发生。后来这种系统被FIA改例禁止(因为这成功的设计令赛车运动不够人性化)。在明白过理论后我来介绍几个可以控制重量转移的改装方法。

第一个方法是减小车重。车的总重减小了自然转移的重量也少了,也即是同一条件下轮胎的负荷少了,极限当然会更高。大家还记得还记得在改装物语第一章中我提到减少车重的重要性和方法吗? 如果忘记的话请再翻阅一遍,要再提醒读者的是需尽量减少车内尤其是尾厢内的杂物,因为它们绝对会跟随车的动态惯性来作转移,影响车子稳定性。

第二个方法是降低车子重心。因为任何物体重心越低,可以摇摆(roll)的幅度便越少,同时也等于被转移的重量越少。降低车子重心的最简单方法是把整车的高度降低,但千万不要胡乱把原装弹簧剪短以达目的,这种土法改装的副作用会令车主得不偿失,在下文我会介绍正统的方法。

第三则是加强车子的抗倾侧力(roll stiffness),即加强车体和悬挂系统的强(硬)度来压制车的摇摆幅度,道理和降低重心一样。对这种改装最常用的方法是更换高强度的弹簧和避震器,加装前后顶巴(tower bar) 和防倾杆(anti roll bar)等。

弹簧基本作用原理

弹簧基本上是一个能量储存器,它利用了可伸长和压缩的特性把车轮在经过不平的路面


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