汽车前端横摆模态框影响什么，欢迎交流！
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时间：2018-07-11 04:47
&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-dbed8ed770f194a2acc6bc3cf7ead6d9_b.jpg& data-rawwidth=&1440& data-rawheight=&1080& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1440& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-dbed8ed770f194a2acc6bc3cf7ead6d9_r.jpg&&&/figure&&p&很高兴终于有说中文的F1气动工程师愿意上知乎写文章了，之前拜读了 &a class=&member_mention& href=&https://www.zhihu.com/people/aaae32c9efc67a8d63ac& data-hash=&aaae32c9efc67a8d63ac& data-hovercard=&p$b$aaae32c9efc67a8d63ac&&@Next&/a& 大神在《&a href=&https://www.zhihu.com/question//answer/& class=&internal&&对于想要了解 F1 的新人，应该从哪些方面入坑呢？&/a&》 这一问题下的回答，感觉可以在根据大神的文章，分享一些自己在这方面的知识和见闻。学艺不精，有不到的地方希望大家能够批评指正。&/p&&h2&&b&风洞结构&/b&&/h2&&p&对于汽车工业使用的风洞而言，整体结构一般分为直流式（Eiffel type）和回流式（Prandtl type）两种。如下图所示，a为直流式，b为回流式。值得注意的是， 他们的英文叫法在不同人口中略有差别，直流式除了以其发明者Eiffel命名之外，还被叫做open、open circuit或open return type；回流式则被叫做close、close circuit或close return type。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-0fdcd79ce1d_b.jpg& data-size=&normal& data-rawwidth=&720& data-rawheight=&213& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&720& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-0fdcd79ce1d_r.jpg&&&figcaption&(a)为直流式；(b)为回流式。[1]&/figcaption&&/figure&&p&除了风洞整体结构之外，对模型进行测试的试验段（test section，上图中青色的部分）也有若干种分类方式，使用较为广泛的主要是开口（open）和闭口（closed）试验段。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-316aaa46ab8f90d67a9aab_b.jpg& data-size=&normal& data-rawwidth=&982& data-rawheight=&208& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&982& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-316aaa46ab8f90d67a9aab_r.jpg&&&figcaption&(a)为开口试验段；(b)为闭口试验段 [1]&/figcaption&&/figure&&p&开口试验段的特点在于：1. 设备进入试验段相对容易；2. 进行带燃烧的实验时影响较小；3. 较低的能量利用率；4. 外界气流可能进入试验段造成影响。&/p&&p&闭口试验段的特点在于其更高的能量利用率，和更少的干扰。F1赛车由于在风洞中不需要引擎工作，因此多采用闭口试验段。&/p&&p&除此之外还有slotted wall、streamlined wall、adaptive wall等类型的试验段，由于这些试验段存在通用性不强、标定难度大等这样那样的问题，并没有上述开口、闭口这两类试验段应用广泛，在此不过多赘述。&/p&&h2&&b&Boundary Layer（边界层）及Rolling Road/Moving Ground&/b&&/h2&&p&首先简单介绍一下边界层：由于黏性作用，气体与物体有相对运动（速度大小为自由流速）时，我们认为气体与物面在接触处的相对速度为0，并且随着距离物面越远，气体与物面的相对速度越大，直至达到自由流速为止。而从物体表面，到相对速度几乎停止增长（一般取相对速度达到99%的自由流速）为止之间的区域，被称之为边界层。&/p&&p&当车辆在实际路面行驶时，由于空气与地面相对静止（理想情况），二者接触的地方没有边界层，车身下方只存在车身与空气相对运动产生的边界层（如下图(a)所示）。但当在有固定地面的风洞中进行模拟时，由于气流与地面有相对速度，因此会与地面产生边界层，该边界层与车辆产生的边界层相交（如下图(b)所示），对于测试结果会产生很大的影响。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-fc395d25a2d2759dfd884ef4d5c2deca_b.jpg& data-size=&normal& data-rawwidth=&700& data-rawheight=&320& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&700& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-fc395d25a2d2759dfd884ef4d5c2deca_r.jpg&&&figcaption&(a)车辆在路面上行驶时车底部边界层情况；(b)车辆在（地面固定的）风洞中测试时车底部边界层情况 [2]&/figcaption&&/figure&&p&为了解决这一问题，工业界有过若干设计。首先，从降低边界层的影响这一角度看，由于边界层厚度与气流在物体上流经的距离正相关，因此考虑将车辆接触的地面抬高（下图A）或在车辆前方将一部分气流抽走（下图B），使边界层在距离车辆较近的地方重新开始积累，以降低地面产生的边界层的厚度，从而减小误差。但这样的方法无法消除边界层的影响，若车身/底盘高度很大的话，误差同样会非常严重。&/p&&p&另外，还可以对车辆底部的气流进行抽吸（下图C），或在车辆下方吹入切向气流，以填补边界层造成的地面处的速度损失（下图D）。这样做的目的是为了破坏气流与地面相对运动产生的边界层，但处理其后果是破坏了底盘处的质量守恒，对于扩散器或地效的设计而言，造成的破坏是灾难性的。&/p&&p&上述四种方法均为基于固定地面（fixed ground）的方法，除此之外还可以使用镜像法（Image Method，如下图E）。该方法通过一组对称的赛车，使得垂直于对称面的气流速度分量被抵消，而仅剩下平行于对称面的速度分量，从而消除地面（等效为对称面）上的边界层。但这一方法忽略了黏性因素：事实上，当车辆在实际地面上运动时，车身下方的气流速度并不等于自由流速，因而会与地面产生边界层，因此镜像法在物理层面与事实存在偏差。另外，考虑到流场的不稳定性，很难保证气流严格基于对称面对称，这同样是镜面法的弱点。&/p&&p&考虑到上述方法的种种问题，滚筒道路模拟机（又称rolling road，moving ground或“传送带”）是目前运用最广泛的方法。该方法中，地面会与自由流速保持相同的速度进行运动，从而尽可能真实地模拟实际路面上运动的情况。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-5fe3df4ddb134acc7ecdc17c_b.jpg& data-size=&normal& data-rawwidth=&1058& data-rawheight=&584& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1058& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-5fe3df4ddb134acc7ecdc17c_r.jpg&&&figcaption&几种减少风洞地板边界层干扰的方法 [2]&/figcaption&&/figure&&p&“传送带”的大致结构如图所示，由于赛车底部通常会非常低，因此“传送带”的机械性能需要非常好，因此一般都是使用金属材质。同时，由于其运行速度非常快（40-80m/s），因此需要使用冷却系统降温。另外需要注意的是，使用“传送带”时，“传送带”上游风洞地面产生的边界层仍是一个干扰，因此需要采取一些类似上图中A和B描述的手段，减少上游产生的边界层。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-df9edfcbb940de86d647838eca456792_b.jpg& data-size=&normal& data-rawwidth=&545& data-rawheight=&377& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&545& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-df9edfcbb940de86d647838eca456792_r.jpg&&&figcaption&“传送带”结构 [1]&/figcaption&&/figure&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-6afc52f8_b.jpg& data-size=&normal& data-rawwidth=&988& data-rawheight=&736& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&988& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-6afc52f8_r.jpg&&&figcaption&从底部看“传送带”的结构&/figcaption&&/figure&&p&下表是Dr David Angland课上提供的各个车队风洞的参数，个人感觉此表年代比较久远，并不一定准确，但是可以做一个大致参考。可以看到，正如上文所说，大部分车队都是采用闭口试验段的设计，最大风速区间和“传送带”转动速度也基本一致。表中威廉姆斯、丰田、索伯、法拉利、雷诺和美洲虎（遥远的名字）的试验段都非常大，可以测试100%尺寸的模型，但是实际操作来讲一方面目前规则不允许，另一方面也需要承认对全尺寸而言，风洞的阻塞度（模型迎风面积/试验段面积，最理想状况是5%左右）非常的大，因此在测试全尺寸模型时难度也非常大。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-92f3d24cb3b0acc_b.jpg& data-size=&normal& data-rawwidth=&991& data-rawheight=&611& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&991& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-92f3d24cb3b0acc_r.jpg&&&figcaption&各车队使用的风洞（更新年份未知）[1]&/figcaption&&/figure&&h2&&b&Flow Visualization（流场显示方法）&/b&&/h2&&p&对于流场显示，除了烟流之外，常采用的是Oil Flow Visualization、Tufts以及PIV（荧光分子测速技术）。&/p&&p&油流显示（Oil Flow Visualization）指的是使用油性溶剂的荧光涂料喷涂在物体表面，溶剂随着空气在物体表面运动而流动并蒸发，最终将荧光涂料留在物体表面。大致效果如下图所示，图中为单通道扩散器（diffuser）的模拟结果。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-efc34fbbeb6cd0cc05041_b.jpg& data-size=&normal& data-rawwidth=&681& data-rawheight=&480& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&681& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-efc34fbbeb6cd0cc05041_r.jpg&&&figcaption&Oil Flow Visualization效果，扩散器模拟&/figcaption&&/figure&&p&除了油流显示之外，Tufts也是一种常用方法。下图是我在之前的某次风洞试验中使用的tufts，其原理就是将毛线（或其它类似的线）粘在物体表面，当物体表面某处气流分离时，毛线会快速摆动，使观察者能够判定分离区（就空气动力学而言，气流分离意味着阻力增加、升力/下压力降低，是希望尽量避免的）。除了粘贴在表面的tufts之外，还会将一截线固定在杆头，然后将杆子凑近物体，以观察是否有分离或者涡生成。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-7ee788e068f2cdb6dc88f8_b.jpg& data-size=&normal& data-rawwidth=&740& data-rawheight=&336& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&740& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-7ee788e068f2cdb6dc88f8_r.jpg&&&figcaption&Tufts&/figcaption&&/figure&&p&PIV（Partical Image Velocimetry，粒子图像测速技术）指的是在空气中散布荧光粒子，并使用激光进行照射使之发光，从而通过在黑暗环境下追踪荧光粒子，来对速度场进行测量的技术。这项技术一般而言较为复杂，需要花很多时间对硬件进行安装调试，通常在学界采用的比较多，F1考虑到其追求测试速度、迭代频率的特点，一般较少应用。&/p&&h2&&b&Gossip&/b&&/h2&&p&分享一些听到过的流言，个人不对下列言论负责。&/p&&ol&&li&据某位在红牛工作过的人讲，在红牛为了节约run的数量（参见 &a class=&member_mention& href=&https://www.zhihu.com/people/aaae32c9efc67a8d63ac& data-hash=&aaae32c9efc67a8d63ac& data-hovercard=&p$b$aaae32c9efc67a8d63ac&&@Next&/a& 文章的第6条），使用的方法是用东西挡住喷口（出风口），然后让工程师进入风洞进行操作。他们没有选择顶风作业其实也很好理解，因为5m/s的风速（规则下限）已经是3级风了，在这种情况下进行拧螺丝、粘胶带、排线等操作其实还是有点困难的。顺便提一句，南安普顿大学的风洞，允许人进入的上限是15m/s，吹的感觉非常酸爽。&/li&&li&之前听到过有车队工作人员在抱怨倍耐力提供的风洞模型胎和实际使用的胎差别超大。轮胎在不同下压力下的型变程度是非常重要的考量，因为扩散器对于底盘高度这一参数非常敏感，同时不同的轮胎形状对于其周围流场而言也有影响。&/li&&li&风洞测试的价格一般而言是保密的，但是可以有一个大致参照。南安普顿大学的风洞（在10年前经常承担F1车队测试的工作），试验段为2.4m*3.5m，带rolling road，最大风速40m/s，租赁价格大概在10000英镑/天（8小时，加班额外付费）左右。&/li&&/ol&&p&&br&&/p&&h2&&b&参考资料&/b&&/h2&&p&[1] 南安普顿大学赛车空气动力学课程讲义，授课人为Dr. David Angland&/p&&p&[2] &i&Race Car Aerodynamics: Designing for Speed&/i&, Joseph Katz&/p&&p&&/p&
很高兴终于有说中文的F1气动工程师愿意上知乎写文章了，之前拜读了
大神在《》 这一问题下的回答，感觉可以在根据大神的文章，分享一些自己在这方面的知识和见闻。学艺不精，有不到的地方希望大家能够…
&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-efa1c633fc1f1ca7ee96_b.jpg& data-rawwidth=&900& data-rawheight=&710& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&900& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-efa1c633fc1f1ca7ee96_r.jpg&&&/figure&&p&看了眼各大门户网站对于这款变速箱的介绍，感觉基本都只是把外语翻译成了中文，缺少一些通过自己思考得出的实质性的内容。虽然我不负责变速箱业务，但是多少看过一些这个变速箱的资料，就在这里和大家分享一些不涉及机密的基础知识。&/p&&p&首先普及一个常识，那就是CVT的可调速比越宽，&b&理论上&/b&整车油耗就会越低。因为可调速比越宽就可以尽可能多的使用发动机热效率高的区域，近年来AT的多段化有一大部分原因就是基于这个背景。&/p&&p&但目前为止，一般情况下的CVT宽速比化是下面这样做的。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-56cdc2304835ffc37311_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&390& data-rawheight=&214& class=&content_image& width=&390&&&/figure&&p&就是在原有基础的两端分别进行低速化和高速化。&/p&&p&但这么做会带来一个问题，就是&b&钢带的动力传递效率会随着速比的变大而降低&/b&。也就是&b&发动机热效率提高的同时传动效率降低了&/b&。这样一来一去，很可能在某些情况下宽速比化的意义就不大了。&/p&&p&于是OEM们针对这个问题进行了不同的探索，比如日产当年做过这么一个东西。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-c46b82a4af7f1ce26d9dee45d45b813b_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&571& data-rawheight=&322& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&571& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-c46b82a4af7f1ce26d9dee45d45b813b_r.jpg&&&/figure&&p&它就能够在拓宽速比的同时不降低传递效率。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-4edfb43ff8f94da21185_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&405& data-rawheight=&535& class=&content_image& width=&405&&&/figure&&p&出处&/p&&p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.nissan-global.com/JP/TECHNOLOGY/OVERVIEW/xtronic_cvt.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&副変速機付エクストロニックCVT&/a&&/p&&p&&br&&/p&&p&然后这次丰田针对宽速比化提出的解决方案就是这次推出的Direct Shift-CVT了。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-7ea532f98c3f85bd814b7ba_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&864& data-rawheight=&447& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&864& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-7ea532f98c3f85bd814b7ba_r.jpg&&&/figure&&p&丰田在原有的CVT总成之外又追加了一个可以和发动机直连的齿轮，在启动和低速行驶时直接用齿轮驱动，在高速时才会切换到普通CVT。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-da72ee41a4d51bfaafc0cd9_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&1217& data-rawheight=&501& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1217& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-da72ee41a4d51bfaafc0cd9_r.jpg&&&/figure&&p&那么丰田是怎么解决传动效率的问题的呢？&/p&&p&其实从下面这张图可以看出，算上齿轮后总的速比的确是变宽了，但其实CVT部分的速比反而是变窄的。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-aa0d911d94d23f9c5799_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&639& data-rawheight=&351& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&639& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-aa0d911d94d23f9c5799_r.jpg&&&/figure&&p&然后开头我们就提到，速比越窄传动效率就越高，所以说丰田在另一份资料里说的这台CVT的传动效率接近他社DCT的就是这么实现的。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-cd02ed51f98dbe921fae7c_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&569& data-rawheight=&496& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&569& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-cd02ed51f98dbe921fae7c_r.jpg&&&/figure&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-f5e42dd1570f01edab8a8_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&548& data-rawheight=&479& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&548& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-f5e42dd1570f01edab8a8_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&而且用齿轮直连的另一个好处就是加速响应速度比以前的CVT有了飞跃性的提升。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-0a0ef52ae1b45ca7930096_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&571& data-rawheight=&398& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&571& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-0a0ef52ae1b45ca7930096_r.jpg&&&/figure&&p&顺便一提这张图并不是吹牛，Direct Shift-CVT的实验车我也开过，的确响应非常快。&/p&&p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//newsroom.toyota.co.jp/jp/powertrain2018/cvt/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&https://newsroom.toyota.co.jp/jp/powertrain2018/cvt/新型「無段変速機（CVT）」 －Direct Shift-CVT－ | トヨタグローバルニュースルームhttps://newsroom.toyota.co.jp/jp/powertrain2018/cvt/&/a&&/p&&p&资料出处&/p&&p&至于这台变速箱其他变化点我就不一一展开讲了，有什么问题也恕不接受咨询，因为并不是变速箱相关专业人士。&/p&&p&以上。&/p&&p&=============================================&/p&&p&更新一下评论里的Q&A&/p&&p&Q1：响应快了会不会出现所谓的轻微顿挫呢？&/p&&p&A1:这里的响应快是指用齿轮直连时的响应，并不涉及换挡，所以和顿挫没关系。&/p&&p&&br&&/p&&p&Q2:另外，用了齿轮换挡速度会不会变慢呢？&/p&&p&A2:不是很懂你说的用齿轮换挡速度慢是什么意思。&/p&&p&用齿轮的工况就只有一个齿轮，不存在换挡一说 ; 不用齿轮的工况就是普通CVT，不存在一般意义上的换挡，换挡速度和齿轮也没什么关系。&/p&&p&&br&&/p&&p&Q3：我比较好奇的是这个齿轮是怎么切换的？会不会有顿挫？&/p&&p&A3：通过3组离合切换，切换时不可避免会有顿挫，但在我的容忍范围之内。&/p&&p&&br&&/p&&p&Q4：这个cvt以后会用在哪些车型上面呢？&/p&&p&A4：这种显然不可能我来告诉你的问题就别问了……&/p&
看了眼各大门户网站对于这款变速箱的介绍，感觉基本都只是把外语翻译成了中文，缺少一些通过自己思考得出的实质性的内容。虽然我不负责变速箱业务，但是多少看过一些这个变速箱的资料，就在这里和大家分享一些不涉及机密的基础知识。首先普及一个常识，那就…
&p&有不少觉得讲的不清楚的我简单加了一个视频，我尽力了。。。&/p&&br&&a class=&video-box& href=&//link.zhihu.com/?target=https%3A//www.zhihu.com/video/377792& target=&_blank& data-video-id=&& data-video-playable=&true& data-name=&& data-poster=&https://pic3.zhimg.com/80/v2-4429e4bafb30b65eec84e_b.jpg& data-lens-id=&377792&&
&img class=&thumbnail& src=&https://pic3.zhimg.com/80/v2-4429e4bafb30b65eec84e_b.jpg&&&span class=&content&&
&span class=&title&&&span class=&z-ico-extern-gray&&&/span&&span class=&z-ico-extern-blue&&&/span&&/span&
&span class=&url&&&span class=&z-ico-video&&&/span&https://www.zhihu.com/video/377792&/span&
&/a&&br&&br&&br&我虚弱的声音是因为昨天晚上录的太困了，然鹅早上发现玛德发了一晚上没传上去&br&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&以下是原答案&/p&&p&&br&&/p&&p&这个问题对于车辆工程专业的学生比较简单，但是对于汽车爱好者和其他领域的工程师是有意义的。&/p&&p&&a class=&member_mention& href=&//www.zhihu.com/people/cf07cd8f1f3df9a65e702& data-hash=&cf07cd8f1f3df9a65e702& data-hovercard=&p$b$cf07cd8f1f3df9a65e702&&@王御&/a& 的回答简洁明了，我结合自己最开始遇到这个问题时候的一些疑惑，简单讲一下心路历程。&/p&&p&--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------&/p&&h2&1. 为什么多数人脑海里的汽车转向系统模型只对了一半儿？&/h2&&h2&2. 实际的转向系统是什么样子的？&/h2&&h2&3. 做个总结&/h2&&p&--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------&/p&&h2&1. 为什么多数人脑海里的汽车转向系统模型只对了一半儿？&/h2&&p&个人认为，在很多人的脑海里，汽车前轮实现转向的机械结构大概是下面这样的。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-bbf0a3d62cc3a072ecdc4a_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&960& data-rawheight=&768& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&960& data-original=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-bbf0a3d62cc3a072ecdc4a_r.jpg&&&/figure&&p&驾驶员操纵方向盘，方向盘连接着转向柱，转向柱连接并控制有液压做助力的转向盒（Steering box中文是啥？），后者再通过控制左右侧的转向拉杆来操纵前轮进行转向。&/p&&p&当然，对于最近5-6年内的新车，液压助力（HPS/EHPS）被电动助力（EPS）取代，助力直接由电机施加在转向柱上，如下图所示。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-db173a7e4dcec26eec6ed_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&417& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-db173a7e4dcec26eec6ed_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&但不管用什么做助力，如果从车顶部往下看车的前轴，如下图蓝色箭头所示，&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-ceef503b0aaf9f6125646_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&1920& data-rawheight=&1200& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1920& data-original=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-ceef503b0aaf9f6125646_r.jpg&&&/figure&&p&在去掉不必要的车身结构（发动机舱/发动机/变速箱）之后，我们看到的转向系统的简化示意图都是下面这样的，红色箭头是车身前进方向。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-a468e8dcd6_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&3953& data-rawheight=&2143& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3953& data-original=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-a468e8dcd6_r.jpg&&&/figure&&p&这个&b&简单的结构&/b&马上就会给我们带来一个不小的困扰，那就是他可以提供转向的功能，但是&b&无法提供&/b&自动回正的功能，更无法保证高速驾驶时方向的稳定性以及在过弯的时候给驾驶员提供足够的转向手感，为什么？&/p&&p&很简单，没有回正/反馈力矩。&/p&&p&&br&&/p&&p&假设我们右转，此时车轮从直行时候的红色位置右转到橘黄色位置，&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-c3a18347bed1c838cb0edb9_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&3953& data-rawheight=&2143& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3953& data-original=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-c3a18347bed1c838cb0edb9_r.jpg&&&/figure&&p&由于轮胎转向产生了侧向力F，我们看这个侧向力能产生什么，&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-ebb212e98b744b29f789_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&3953& data-rawheight=&2143& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3953& data-original=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-ebb212e98b744b29f789_r.jpg&&&/figure&&p&如图所示， 因为轮胎产生的侧向力是&b&一定和轮胎行进方向垂直&/b&并且由轮胎接地面施加的，所以这个力是一定经过前轮的转向轴的，这也就导致这个力&b&无法产生&/b&使车轮转动的力矩。&/p&&p&（实际中，轮胎产生的侧向力一定不是和行进方向垂直，因为存在侧滑角，但是通常在正常行驶时这个侧滑角相对于90度来说是非常小的（在1-3度）所以当作垂直没有问题）&/p&&p&&br&&/p&&p&那么加减速时候的作用力呢？&/p&&p&对于后驱车，前轮不管加速，减速还是匀速行驶的过程，都受到阻力，但这个时候也无法利用阻力回正，因为左右车轮产生的转动力矩基本上是大小相等方向相反的，所以转向系统&b&没有&/b&回正力矩，如下图所示。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-563ac0fe07_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&3953& data-rawheight=&2143& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3953& data-original=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-563ac0fe07_r.jpg&&&/figure&&p&对于前驱车，减速和刹车的情况和后驱车一样，受阻力，不同的地方是加速的时候受到的是向前的动力，但是同样的，因为左右车轮因为动力产生的力矩也是大小相等方向相反，又&b&抵消&/b&了，如下图所示。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-5d3a202b7ce5f5f809faf933b0c72832_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&3953& data-rawheight=&2143& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3953& data-original=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-5d3a202b7ce5f5f809faf933b0c72832_r.jpg&&&/figure&&p&所以综上所述，如果汽车悬架的转向系统是这样话的，就无法实现自动回正的功能，也没有过弯时候转向的“手感”和高速行驶时的稳定性。&/p&&p&&b&因为这个系统，不管车轮转到哪儿，宏观而言，对于方向盘都是没有什么反馈（扭矩）的。&/b&&/p&&p&--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------&/p&&h2&2. 实际是转向系统什么样子的？&/h2&&p&让我们再看一下转向系统的示意图，其实问题出在转向轴。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-759b667b5a23c49d928aefa8fa619d1d_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&3953& data-rawheight=&2143& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3953& data-original=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-759b667b5a23c49d928aefa8fa619d1d_r.jpg&&&/figure&&p&按照上图的情况，如果从车辆正前方看，转向轴是完全垂直于地面的，如下图所示，&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/50/v2-45cd197d907bfe28ffb7df8_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&446& data-rawheight=&362& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&446& data-original=&https://pic2.zhimg.com/50/v2-45cd197d907bfe28ffb7df8_r.jpg&&&/figure&&p&从侧面看，转向轴也是完全垂直于地面的，&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-b1ffb1feeeb0cc3d0c7840d_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&339& data-rawheight=&260& class=&content_image& width=&339&&&/figure&&p&现实中，&b&转向轴在这两个维度均不垂直于地面&/b&。&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&2.1 从正前方看，转向轴顶部向内倾斜，这个角度叫做主销内倾角&/b&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-4b9e87ff765154dbdd4e1_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&720& data-rawheight=&340& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&720& data-original=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-4b9e87ff765154dbdd4e1_r.jpg&&&/figure&&p&这样做的结果是很好理解的。&/p&&p&考虑原本垂直的转向轴，如果进行转向，轮胎在空间中划过的轨迹是一个&b&圆柱体的表面&/b&（绕下面橘黄色的轴）。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-ed49f5ad748aa_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&446& data-rawheight=&362& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&446& data-original=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-ed49f5ad748aa_r.jpg&&&/figure&&p&但是如果有内倾角，转向之后轮胎在空间中划过的轨迹，就是&b&一个圆锥体的表面&/b&了，如下图所示，这也就导致，只要转向，轮胎上的每一个质点，&b&都必须向下运动&/b&，&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-777d4ebed356f00a708250_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&2628& data-rawheight=&3127& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2628& data-original=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-777d4ebed356f00a708250_r.jpg&&&/figure&&p&这也就等价地意味着，一旦转向，就相当于悬架在把车身“抬高”，因为车轮的每一点都在向下运动，并且左右轮虽然转动角度相反，但是抬高的幅度是相同的，就是不光左侧或者右侧高度抬升，是前轴悬架在一起抬升。&/p&&p&所以因为“重力”的存在，始终会有一个回正的力矩，让系统回到能量最低的状态，也就是转向角度为零的时候（车身高度最低），并且这个作用是在&b&车辆静止和行进的过程中都始终存在&/b&的，只要存在转向角度。&/p&&p&如果你开过卡丁车就知道，主销内倾的效果很明显，只要你原地打方向，就能很明显地感觉到自己和卡丁车都被“抬高”了，这也是为什么开卡丁车很累的原因之一，即有比较大的主销内倾且没有助力。&/p&&p&当然，和汽车一样，卡丁车你原地静止打方向之后，虽然有回正的趋势，但是车轮&b&并不会马上回正&/b&，因为轮胎的接地面还和地紧贴“纠结”在一起，提供大小相等方向相反不让你回正的力矩，但是&b&一旦车动起来&/b&，因为&b&轮胎有侧滑的角度（因为重力有转向方向的分量），导致其在沿着减小系统总势能的方向运动，转向就开始回正了，&/b&所以虽然主销内倾产生的回正力矩在车辆静止和行进的过程中都始终存在，但是只有&b&当车辆动起来的时候才会实际发挥作用&/b&（除非内倾角过大但是一般情况下都不会达到那个程度））&/p&&p&显然，转向轴的这个内倾斜角度越大，和地面的交点离车轮的距离越远（主销偏距/King-pin offset/Scrub Radius取决于中国欧洲还是美国的叫法），这个回正的力矩就越大，回正效果就越好，还能带来转向“手感”，比如转弯越快转弯越急需要的角度就越大，转向就感觉越重。&/p&&p&除了实现回正和提供转向手感，内倾还能带来稳定性。比如在高速行驶时，由于路面的因素（小障碍）导致车辆偏离了直线轨迹，完全垂直于地面的转向轴就让这个转向角度保持下去了，即“随它去了”，这在控制上属于广义“临界稳定”的概念。&/p&&p&然而有主销内倾角的转向系统就是“稳定”的，即能够减小这方面的影响（因为有重力的作用在那儿“压着”不让你转向或者转了马上让你回来）从而增加高速直线驾驶的稳定性和安全性，比如在比较小的外界干扰（激励）的情况下保持直线，或者在遇到相对较大的外界干扰的情况下减小影响。&/p&&p&当然，过大的主销内倾也有缺点。&/p&&p&首先需要更大的转向力度，虽然现在都有助力转向了，助力本身不是个问题，但是在减排的大背景下，转向系统的能量消耗也是要尽量减小的。减小这方面的助力需求，对于比较老的系统（HPS/EHPS）能够节能，对于比较新的系统（EPS）能够减小其尺寸，总体上都是收益的。&/p&&p&其次，转向轴距离车轮过远（主销偏距大）会导致刹车的时候产生过多的toe-out从而影响稳定性，所以实际中&b&现代车辆都在尽量减小主销偏距&/b&来减小这个作用，从而做到有一些回正，有一些转向手感，有一些直线行驶的稳定性就可以了。之所以是这样，是因为主销内倾角不是唯一一个产生这些现象的因素，正如我们马上看到的，主销后倾角也能产生自动回正的力矩并且能保持高速直线稳定性。&/p&&p&主销偏距举例，对于下图双叉臂悬挂，红色虚线设定的内倾角导致了一个比较小的主销偏距（L1），如果转向轴是由蓝色实线确定的（比如可以通过更改悬架参数做到，比如悬架上下控制臂都更短一些），则主销偏距（L2）更大回正更好。由于上段提到的原因，现代车辆一般倾向于尽可能小的主销偏距（内倾多在10-15°，主销偏距在+/-20mm内，考虑到前轮胎宽150-250mm）&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-b2ccf09af2ed3e5afe08c431_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&450& data-rawheight=&600& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&450& data-original=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-b2ccf09af2ed3e5afe08c431_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&2.2 从侧面看，转向轴顶部向后倾斜，这个角度叫做主销后倾角&/b&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-0858fad06c528cb9ea2dd4_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&337& data-rawheight=&289& class=&content_image& width=&337&&&/figure&&p&向后倾斜转向轴也能产生自动回正的力矩，但是不是通过“重力”，而是通过&b&改变转向轴几何参数巧妙地利用轮胎的滚动阻力和转向的力。&/b&&/p&&p&如此的设定只需要举一个例子就可以了。超市的小推车，你一推，会发生什么？&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-d4e6b83c6f_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&664& data-rawheight=&700& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&664& data-original=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-d4e6b83c6f_r.jpg&&&/figure&&p&他自动转到你行进的方向了。汽车的前轮也是一样的，还是考虑下面这个图，&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-0858fad06c528cb9ea2dd4_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&337& data-rawheight=&289& class=&content_image& width=&337&&&/figure&&p&如果从顶部看，车轮转向的时候就是下面这样，黄色标出来的A点就是上图用红色标出的转向轴和地面相交的点，B点就是上图用蓝色标出的轮胎垂直轴和地面相交的点。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-af95f05a82ec2e42a70e3f4ce7292049_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&2976& data-rawheight=&3968& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2976& data-original=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-af95f05a82ec2e42a70e3f4ce7292049_r.jpg&&&/figure&&p&这样一来，不管前驱车后驱车，&b&只要车在动，就始终有因为阻力而产生的回正力矩&/b&（这个阻力其实是阻力和转向侧向力的合力），并且是随着速度和转向角度的增加而增加。&/p&&p&随转向角度增加好理解。随速度增加是因为，比如保持同样一个角度的前轴转向，对比在时速5公里和50公里下产生的侧向力，显然是后者大，所以速度越快回正力矩越大。&/p&&p&不难理解，主销后斜的角度越大，在相同其他情况下产生的力矩越大，操控的手感和驾驶的方向稳定性也越好，这也是为什么一些追求操控的车都有比较大的这个角度的转向倾角。&/p&&p&（下图这个漂着的M5显然前轮的转向轴不是垂直于地面的）&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-b0825ef88cedef02de80be25a771f00e_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&1600& data-rawheight=&1067& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1600& data-original=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-b0825ef88cedef02de80be25a771f00e_r.jpg&&&/figure&&p&不过此时，聪明且细心的童鞋可能已经注意到了，前驱车加速的情况好像有一些特殊。没错的，因为对于前驱车，这个时候纵向力的方向反过来了。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-dae1c18147b6bcccd3d0c1ab_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&2976& data-rawheight=&3968& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2976& data-original=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-dae1c18147b6bcccd3d0c1ab_r.jpg&&&/figure&&p&考虑上面这个示意图，滚动阻力变成了驱动力，这个时候这个系统就不完全是一种“稳定”的结构了，尤其是对于&b&动力比较大的&/b&前驱车。&/p&&p&原因也很简单，就是因为轮胎受到向前的驱动力，只要这个力不经过上图转向轴和地面的交点，&b&轮胎的转向角度就会有被加大的趋势（进一步受到转向的力矩）&/b&，即你打了一些方向，方向会自己不确定地变得更大，即系统不稳定。&/p&&p&这也就是为什么一般在后驱车上，主销后倾角在0.5-5度，而在前驱车上就变成了-0.5-1.5度，因为后驱车前轮永远只受阻力所以不存在这种因为驱动力而不稳定的情况。&/p&&p&（除了很老的车（没有助力转向）因为需要减小转向的力度在使用负的主销后倾角，现代车辆的转向系统基本不会出现（比较大的）负值）&/p&&p&--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------&/p&&h2&3. 做个总结&/h2&&h2&汽车的方向能自己回正，就是因为主销内倾和主销后倾，低速范围内主要是前者的作用，中高速范围主要感受到的是后者（当然由于悬架设计和驱动布局的影响，在不同车辆上两者实际的回正贡献也是会变换的）&/h2&&h2&除此之外，这两者还是提供高速行驶稳定性和良好的转向手感的重要设计参数。&/h2&&p&--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------&/p&&p&最后还想补充一个例子。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-2be356fdd3b1ef6cc5ece0_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&790& data-rawheight=&526& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&790& data-original=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-2be356fdd3b1ef6cc5ece0_r.jpg&&&/figure&&p&高环大家都知道的。&/p&&p&上图的这辆车，如果你在开的话，是要施加一个人为向左转方向盘的力度的。&/p&&p&很多人觉得这很正常，因为重力的作用车自然要向右偏。&/p&&p&&b&然而这并不正常。&/b&&/p&&p&不是因为有重力就会偏，而是因为有重力分量&b&且有了主销后倾角&/b&才会向右偏。&/p&&p&如果是开始的那个转向系统，&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-eaa653f0bc82aaaf67f97c0c_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&3953& data-rawheight=&2143& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3953& data-original=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-eaa653f0bc82aaaf67f97c0c_r.jpg&&&/figure&&p&坡度再大，（理论上）转向也偏不了。&/p&&p&--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------&/p&&p&说明1： 轮胎本身是有一个Pneumatic Trail会产生回正力矩，但是这个量应该小于悬架的作用，所以以上讨论我们忽略他的影响，就假设侧向力作用在轮胎接地面正中心。&/p&&p&说明2：转向手感是个复杂的事情，还取决于转向系统种类悬架类型衬套刚度系统设计间隙一系列问题，这里所谓的手感只是一些和转向回正话题相关影响因素的简化定性总结。&/p&&p&说明3：有些车的主销偏距是&i&轻微&/i&负的，这使得其在回正上会减小力度，但这样可以让刹车时前轴的toe-out变为toe-in从而增强稳定性。&/p&&p&说明4：关于EPS的回正作用，请参考 &a class=&member_mention& href=&//www.zhihu.com/people/6d50b40ec0e9abf80ce30a& data-hash=&6d50b40ec0e9abf80ce30a& data-hovercard=&p$b$6d50b40ec0e9abf80ce30a&&@小人物&/a& 和 &a class=&member_mention& href=&//www.zhihu.com/people/05eb8bffd2306bdbfbd99& data-hash=&05eb8bffd2306bdbfbd99& data-hovercard=&p$b$05eb8bffd2306bdbfbd99&&@RobinHoo&/a& 的回答，这也说明现代车辆的主销偏距确实是比较小的。&/p&
有不少觉得讲的不清楚的我简单加了一个视频，我尽力了。。。 我虚弱的声音是因为昨天晚上录的太困了，然鹅早上发现玛德发了一晚上没传上去 以下是原答案 这个问题对于车辆工程专业的学生比较简单，但是对于汽车爱好者和其他领域的工程师是有意义的。 …
&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-6de0a7a3dedb0f2e38d7a67_b.jpg& data-rawwidth=&592& data-rawheight=&348& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&592& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-6de0a7a3dedb0f2e38d7a67_r.jpg&&&/figure&&p&通过之前的文章《&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//mp.weixin.qq.com/s%3F__biz%3DMzI5NTM0MTQwNA%3D%3D%26mid%3D%26idx%3D1%26sn%3Dac4eecb2689bfabaa2be4%26chksm%3Dec54598bdb23d09d7fde2d82ba77beb3e0d27b2f5ac8aabb7d871a74e7d10b0a032c5bc977ea%26scene%3D21%23wechat_redirect& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&什么是固有频率？&/a&》，我们已经明白一个自由度对应一阶模态或固有频率，由于现实世界中的结构多半为弹性体（或称为连续体），因此，结构存在无穷多阶模态或固有频率。既然结构存在无穷多阶模态或固有频率，为什么实际测量或分析时我们只关心低阶的模态或固有频率呢？&/p&&p&&br&&/p&&p&我们当然可以说结构的固有频率越低，越容易被外界激励起来。比方一座桥梁，如果行军的部队按踢正步的姿势行军过桥，那么，桥梁就有可能被激励起来产生共振，这是因为行军踢正步的频率与桥梁的某一阶固有频率非常接近或者一致了。另一方面，现实世界中的大多数激励也是低频激励。因此，我们总是可以说结构的固有频率越低，越容易被外界激励起来，因而，我们只关心低阶的固有频率。所以我们可以说低阶模态“更重要”。&/p&&p&&br&&/p&&p&以上的解释没有问题，但在这我想提供其他一些方面的解释或许比上面的解释更有说服力。在这要引入“模态有效质量”来说明这个问题。模态有效质量提供了一种方法用于判断模态的“重要性”。如果一阶模态包含相当高的有效质量，那么将很容易被外界激励起来。另一方面，如果一阶模态包含较低的有效质量，那么将很难被外界激励起来。&/p&&p&&br&&/p&&p&当你对一个结构进行计算模态分析时，你需要确定这个问题：提取多少阶模态是足够的？假设你提取的模态的总的有效质量超过结构实际质量的90%的话，那么可以说你提取的模态阶数是足够的。即使是试验模态分析，也面临同样的问题：到底获得多少阶模态才合适。&/p&&p&&br&&/p&&p&对于一个无阻尼多自由系统而言，通常将描述系统特征的运动方程组用矩阵形式表示为&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-7e5cc8f92f8fa4de7abd57b43b4bc1fd_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&327& data-rawheight=&77& class=&content_image& width=&327&&&/figure&&p&这里[M]和[K]分别表示质量矩阵和刚度矩阵，连同相应的加速度向量{?}和位移向量{x}以及外力向量{F(t)}一起组成运动方程。对上式进行特征值求解，可以求得各个特征值与特征向量。特征值即是固有频率，特征向量即是这阶固有频率对应的模态振型?。这个系统的广义质量矩阵[?]定义如下&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-284e30ee2dd41ebbf37fde_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&196& data-rawheight=&64& class=&content_image& width=&196&&&/figure&&p&定义一个系数向量?&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-abc35ef9c2e_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&236& data-rawheight=&67& class=&content_image& width=&236&&&/figure&&p&?称为影响向量，表示的是在基础上应用单位静态位移引起各质量单元的位移。&/p&&p&对于第i阶模态，其模态参与因子Гi定义如下&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-299ff79d103ffee6be80d365de907520_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&225& data-rawheight=&89& class=&content_image& width=&225&&&/figure&&p&因而，对于第i阶模态，其模态有效质量meff,i定义如下&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-4a1c13bc6a427accf05a406_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&261& data-rawheight=&100& class=&content_image& width=&261&&&/figure&&p&由以上定义可知，每一阶模态的广义质量和有效质量都是不相同的，每阶模态都有自己的有效质量，且每阶模态的有效质量都小于结构的总质量。所有模态的有效质量之和等于结构的总质量，通过模态有效质量可以判定各阶模态的“重要性”：模态有效质量越大，越重要。&/p&&p&&br&&/p&&p&考虑如图1所示的悬臂梁结构的横向弯曲振动，悬臂梁长度为L，单位长度上的质量为ρ，弹性模量为E，横截面积为A。根据以上理论，可以得到如表1所示的悬臂梁的前四阶模态固有频率、参与因子和模态有效质量。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-e404e39ee0da6a5cfba804_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&387& data-rawheight=&162& class=&content_image& width=&387&&&/figure&&p&图1 悬臂梁 &/p&&p&&br&&/p&&p&&b&表1 悬臂梁横向前四阶模态相关参数&/b&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-b0acddbc8f063e1467bfe8_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&521& data-rawheight=&314& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&521& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-b0acddbc8f063e1467bfe8_r.jpg&&&/figure&&p&从表1中可以看出，模态阶数越低，模态有效质量越大，因而，越低阶模态越重要，越容易被外界激励起来。前四阶模态有效质量之和为0.8992ρL，占结构总质量的89.92%，因此，对于这个结构而言，如果关心横向弯曲振动，提取前四阶模态已足够。&/p&&p&&br&&/p&&p&我们再来考虑图1所示悬臂梁的纵向振动，假设在自由端作用一个常力P，在t=0时刻突然释放，根据振动理论，其自由端的运动方程为&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-45faff6c0e1e60c71a79accf_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&395& data-rawheight=&105& class=&content_image& width=&395&&&/figure&&p&其中，&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-862e58f7a89be4c1e46cfa8baa52c00e_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&238& data-rawheight=&80& class=&content_image& width=&238&&&/figure&&p&为悬臂梁纵向的第1阶固有频率。对于第k阶模态而言，其响应因子为1/(2k-1)2。因此，各阶模态的响应因子1/(2k-1)2随着阶数k的增大而减少。因此，响应因子越大，响应越大，这阶模态越重要。将各阶模态响应按响应因子来表征其重要性，如图2所示。从图中可以看出，阶数越低，响应越大，越重要。而其他结构的响应也具有这样的普遍性：阶数越低，响应越大，越重要，所以工程上一般仅关心低阶模态或固有频率。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-bd03bf5ad65a288282fef8_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&592& data-rawheight=&348& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&592& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-bd03bf5ad65a288282fef8_r.jpg&&&/figure&&p&图2 悬臂梁纵向振动响应各阶的重要性&/p&&p&&br&&/p&&p&参考：EFFECTIVE MODAL MASS & MODAL PARTICIPATION FACTORS，Tom Irvine&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&觉得不错，请点赞！&/b&&/p&&p&END&/p&&p&扩展阅读&/p&&p&1.&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//mp.weixin.qq.com/s%3F__biz%3DMzI5NTM0MTQwNA%3D%3D%26mid%3D%26idx%3D1%26sn%3D6f90fe53c633c23fdb139%26chksm%3Decdceaec719c8c673d41de7c3c1e601dcc2d62%26scene%3D21%23wechat_redirect& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&喜讯|模态空间要出书啦！&/a& &/p&&p&2.&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//mp.weixin.qq.com/s%3F__biz%3DMzI5NTM0MTQwNA%3D%3D%26mid%3D%26idx%3D1%26sn%3Dac4eecb2689bfabaa2be4%26chksm%3Dec54598bdb23d09d7fde2d82ba77beb3e0d27b2f5ac8aabb7d871a74e7d10b0a032c5bc977ea%26scene%3D21%23wechat_redirect& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&什么是固有频率？&/a& &/p&&p&3.&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//mp.weixin.qq.com/s%3F__biz%3DMzI5NTM0MTQwNA%3D%3D%26mid%3D%26idx%3D1%26sn%3Df9298aeb7e4b%26chksm%3Dec545ac8db23d3dea2fef029ed2ccc6a2b261c80ef36fde6ba16c2d%26scene%3D21%23wechat_redirect& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&什么是模态分析？(上)&/a&&/p&&p&4.&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//mp.weixin.qq.com/s%3F__biz%3DMzI5NTM0MTQwNA%3D%3D%26mid%3D%26idx%3D1%26sn%3D3a181c7362%26chksm%3Dec545acfdb23d3dd658c05a4f569c9b3a738f5affdfb2f9a0a7b0b8c%26scene%3D21%23wechat_redirect& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&什么是模态分析？(下)&/a&&/p&&p&5.&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//mp.weixin.qq.com/s%3F__biz%3DMzI5NTM0MTQwNA%3D%3D%26mid%3D%26idx%3D1%26sn%3D1d0e37effc170d78d0ea%26scene%3D21%23wechat_redirect& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&什么是频响函数FRF（一）？&/a& &/p&&p&6.&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//mp.weixin.qq.com/s%3F__biz%3DMzI5NTM0MTQwNA%3D%3D%26mid%3D%26idx%3D1%26sn%3D6f65f0ccb83baa372200%26scene%3D21%23wechat_redirect& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&什么是频响函数FRF（二）？&/a&&/p&
通过之前的文章《》，我们已经明白一个自由度对应一阶模态或固有频率，由于现实世界中的结构多半为弹性体（或称为连续体），因此，结构存在无穷多阶模态或固有频率。既然结构存在无穷多阶模态或固有频率，为什么实际测量或分析时我们只关心…
&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-51efe70ed8693ebb9219d57_b.jpg& data-rawwidth=&748& data-rawheight=&562& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&748& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-51efe70ed8693ebb9219d57_r.jpg&&&/figure&&b&《被收录到发现栏了，上知乎日报了》&/b&&br&&br&&br&谢谢编辑的推荐和各位看官们！&br&&br&前几天的文章呼吁大家不要盲目崇拜绞牙避震，今天，我们终于有时间来好好聊聊绞牙避震器到底是何方神圣。以及有哪些必须懂的知识！&br&&br&&b&（文章可能会很长，衷心的希望你一定要坚持通篇看完。这一篇全盘干货。）&/b&&br&&br&绞牙避震-Height. Adjustable. Dampe&br&源自赛车技术，指有可调(弹簧)高度设计的减震器。&br&&br&非常多改装了绞牙避震的车主普遍都会觉得避震变“硬”，对不同品牌避震的认识就是“有点硬”、“比较硬”、“很硬”，（变态硬）ps这个可能是避震油漏光了。。。&br&仿佛汽车操控性和舒适性是成反比关系：越低的车身高度、越硬的避震设定，汽车性能越高而舒适性便越低。挑选绞牙避震时往往在避震器所提供的“硬”度和价格之间取舍，来达到提高汽车操控性的目的。但其实这是不对的避震越硬、车身高度越低、舒适性越差，操控性能就越高吗？&br&从理论上来说，越硬的避震反而会丧失避震器吸能的作用，在高速过弯时会导致对角轮胎离地。&br&&br&包括安装了绞牙避震的车主，都可能会存在的误区-弹簧座往上调，弹簧越硬，往下调，弹簧越软。这句话其实并不准确。因为与绞牙避震所搭配的大多都是直卷式弹簧，它的K数是不会发生变化的，K数不变硬度也就不变。当你把弹簧座往上调节时，弹簧长度是没有发生改变的，变化的是活塞杆外露部分的长度（即是避震筒身上端与塔顶的长度），为什么会感觉变硬了呢？答案是阻尼增大了，简单的理解就是，活塞杆外露长度增加，阻尼增大，减少亦反之。&br&阻尼太大会阻碍弹簧的压缩与伸展，降低避震的灵敏度，过于颠簸。阻尼太小又无法抑制弹簧的多余震动，所以在对避震机阻尼调教前选择一个K数与之匹配的弹簧至关重要。&br&&br&科普到此为止，下面我们聊聊几个主流的高端绞牙避震的表现。&br&&br&&br&B16?&br&B16为Bilstein旗下的绞牙避震，其实我更乐意称之为半绞牙，因为设计的关系，调节避震的高低（调节弹簧）会影响到弹簧的阻尼，从而改变驾驶感受，这点比较麻烦，很多朋友也会有很大的误区，因为这有个很逗比的事情。&br&就是说呢，车身调节的越低，阻尼越软，车身调节的越高，阻尼越硬。特别是当你调到一个比较高的位置的时候弹簧已经凌驾于避震筒阻尼之上了，就会有非常强的颠跳感。&figure&&img data-rawwidth=&500& data-rawheight=&500& src=&https://pic4.zhimg.com/v2-3c0c0e1e6e9cc091cf69_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-3c0c0e1e6e9cc091cf69_r.jpg&&&/figure&&br&&br&B16有分好几个版本，主要是普通版本，电调版本，还有一个手机模块的。我使用过2种，一种是普通的，一种是电调的。手机模块那个没试过，应该类似于普通版本 只是调教起来方便一些。?&br&&br&下面我就来分析一下 电调版本和普通版本的区别，优点和缺点。&br&普通版本B16，10段阻尼可以调节，单只避震筒，另外可以根据弹簧高低来进行微调，弹簧会比较明显改变车辆的驾驶感受，简单来说，半指，1指，1指半，出来的感觉基本都不一样。&br&我建议直接选1指到1指半的高度，固定好后直接通过阻尼调教进行试车，选到自己最满意的阻尼。调节起来相对简单。&br&&br&但是这个版本说真的可能适合大部分人不适合我，因为是这样的，电调不是说可以在1~10之间进行调节，电调只有2个模式，普通和运动，而且我觉得这2个模式下，如果按照1~10分配阻尼，他绝对不是1和10 最多也就3和7，那么造成一个而很严重的问题就是，我觉得7太软了 ，阻尼不够，撑不住我的机头。贝思登的优点真心就是耐操，避震里他真的算最不容易坏的了。&br&&br&想车身紧绷绷的用普通版本 如果只是想降低车身 偶尔爽爽 比如地面用普通模式，高架或者高速用运动模式，就选电调。&br&&figure&&img data-rawwidth=&500& data-rawheight=&500& src=&https://pic4.zhimg.com/v2-6160bdb211f55fdf7eb7d7992eacc1c5_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-6160bdb211f55fdf7eb7d7992eacc1c5_r.jpg&&&/figure&&br&KW 篇&br&&br&KW 旗下的避震运动性上我个人觉得要高过贝思登，KW也是目前我觉得在底盘上最为灵活的避震品牌。缺点么就是复杂的东西容易坏，容易漏油，价格也挺贵的。不过我个人一定是喜欢这种品牌的，所以我也是选择了KW旗下的一款避震。&br&大家耳熟能详的其实都是KW V3 其实KW有很多避震的，可以应对各种不同的需要&br&有V1 V2 V3 SC CS等等等 很多种，功能什么的都不一样。?&br&其实V1和V2是比较中间的产物，区别就是一个可以调节阻尼一个不可以，但是高低都可以调节，算是一个比较不错的选择。&br&&br&我们常见的和一直在使用的是V3，很多车友觉得V3难调，太麻烦，怕自己当地改装店水平不行调不好浪费了一套好的避震。&br&大部分人觉得V3难调的很大一个原因就是他多出了一个阻尼调教，有回弹阻尼和压缩阻尼2个调节，很多人就被这个搞晕了，调来调去，拧上面拧下面拧的手上皮都破了都没拧到合适自己的位置，哈哈哈。&br&&b&其实不难调，主要是理解上的问题，我只跟你说2个概念，上面调的是避震的压缩阻尼，我们就直接管他叫上面，这个直接影响避震器的侧向支撑，&u&一般上来先调个中等，然后再根据自己需要来进行加减，但是记住所有绞牙避震调节都要先把阻尼跳到最大再往回去拧，这是常识，一定要注意。?&/u&&br&然后我们说下面，下面是回弹阻尼，其实这个东西你可以这样理解，路面越平，这个调越高，路面如果起伏不平，这个就调低，这个阻尼的最大用处个人感觉就是让轮胎更加的抓地，不至于让车那么跳。让避震有更快的动作让轮胎更服地。越是高级的避震越不是一味的追求硬，而是追求韧性，避震的最终目的就是要让轮胎不论何时都要紧紧的贴服地面，这里面就涉及到了压缩时的程度，回弹时的速度，还有倾角的影响，正规的改装厂都有自己的一套计算公式，但最终目的都是要让轮胎能紧贴地面。越高端的避震，它的调教逻辑越清晰，有迹可循。它调节项目多，但不乱。（台湾的某xx绞牙避震跟x一样，严重建议不要浪费钱，虽然便宜，但一点用没有。）&/b&&br&&br&V3算是比较适合走街的一款避震，在直线已经变道过程中表现的不错，回弹阻尼比较细腻。属于我比较推荐的街道避震。&br&&br&有一点一定要注意，就是配套的弹簧一定一定要确认好，一些商家以低配充高配。 导致一些车友后桥负数 根本撑不起来。&figure&&img data-rawwidth=&620& data-rawheight=&787& src=&https://pic3.zhimg.com/v2-c1db3e130ccfd_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&620& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-c1db3e130ccfd_r.jpg&&&/figure&&br&&br&KW旗下还有一个另类，那就是非常极端操控爱好者的KW CS（ClubSport）&br&CS非常的极端，外挂气瓶，可调节前轮倾角的塔顶，不拆轮前提下可以调节所有阻尼。&br&&br&CS价格昂贵，2万+的售价让大部分人望而却步，但是是一款真正让底盘直接变了样的产品。&br&&br&配合防倾杆，HARDRACE拉杆 摆臂 可以完美的调教出赛车化的底盘，可以胜任任何赛道以及山路。&br&&br&这套避震的反应非常快，当侧向受压后外挂气瓶会立马对车身做出修正，个人觉得牛逼的是带可调倾角的塔顶，（虽然带倾角调的很多，但这个型号本身的性能就非常好，属于如虎添翼的。）我有一套个人数据，需要的私信我，这套数据几乎可以把任何变道弧线和弯道走的各种顺，让你觉得完全变了一台车。。&br&&br&&figure&&img data-rawwidth=&750& data-rawheight=&663& src=&https://pic4.zhimg.com/v2-4a225ce52ce2b5ba21b73d9e9f96868f_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&750& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-4a225ce52ce2b5ba21b73d9e9f96868f_r.jpg&&&/figure&&br&&br&&br&Ohlins&br&OHLINS 怎么说呢，的确是非常好的避震，价格也非常贵，ohlins的特点就是他是真正的绞牙避震，就是调节高度和弹簧是分开的，就是说调节高低不会和软硬挂钩，ohlins的特点是对道路颠簸过滤非常的强，滤震反应非常快，&br&?是街道避震中的上上品，驾驶品质很高，缺点么就不如KW的CS这么极端，不能调节倾角，同价位的型号运动性能上略输CS。但他们家独有的DFV双流量阀技术确实很屌。在超高速的流动情况下，油能够直接通过中间橘黄色的也就是所谓的DFV阀体直接通过，并且压缩和回弹时的流动路线不同。所以，通过这三种不同的流通方式，能够使得避震有更加迅速的反应，使车辆能够永远轮胎和地面的接触。当然OHLINS不仅仅这一个技术，所有使用油的物体，在高速来回的活塞运动中都会变热，油一旦变热了，油的体积就会变化，阻尼就会变化，车子在路上的驾驶感受就会受到影响。虽然我们不熊阻止热量的产生，但是ohlins有方法对付它，他使用了一个叫做热膨胀倒流阀的设计，在油温升高能通过阀门开闭的大小保持通过阀门避震油流量相同，从而确保避震阻尼的稳定！这个在普通的日常驾驶中可能感觉不到，但是在比如赛道的激烈驾驶下，你会感觉很明显，即使开了多少圈，你的避震永远那么坚挺，不会衰减！&br&&br&&figure&&img data-rawwidth=&750& data-rawheight=&750& src=&https://pic2.zhimg.com/v2-6a47f26c735facbdd76dafb_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&750& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-6a47f26c735facbdd76dafb_r.jpg&&&/figure&&br&&br&&br&下面是纯技术的文章，可能会有点枯燥，希望你们能详细看完！&br&&br&绞牙避震的调教是一项很复杂的工程，对于街车改装来说，买回来一辈子都调不了几次的绞牙避震，牺牲了舒适性和通过性只是换来更低的车身高度。同时由于安装和调试的问题不但对操控性没有提升，相反还会让车变得更不抓地（不是避震越硬侧倾越小就越抓地），即便是顶级的KW——4WAY竞赛专用避震系统如果不经过精密的调教也会是同样的后果。但是，多数改装车主都忽略了这个问题。导致了很多对绞牙避震的误解。&br&全长式绞牙避震调节车高最好就是通过筒身调节，因为筒身调节不会影响到预设的避震机行程，就不需要再对阻尼进行调整。&br&阻尼调节是以格数来记，例如一条避震机它是10段阻尼可调，每格阻尼系数约为可变化阻尼最大最小值差值的10%左右，其他8段、16段、32段等的以此类推，每格阻尼系数为最大最小阻尼差值的百分之几的调整。可调阻尼级数只是表示有几段阻尼可调，并不是说可调段数越多，其避震的可调阻尼范围就越大。可调阻尼范围由是避震机本身决定的，而不是可调级数决定的。&br&&b&下面画重点了~~~&/b&&br&&b&&br&在安装绞牙避震之前，首先要对避震器进行预压。（千万不要用风炮打塔顶，求你们了，各位同行们！！）这主要是防止车辆驶入凹坑时，避震伸长而可能导致的弹簧离托现象，继而产生异响、车辆上下晃动。由于在绞牙避震上弹簧的长度是可以进行调整的，所以弹簧预压是有必要的，但是不能预压太多，当预压太多时就会出现避震弹簧行程过短，导致其失去了本身的弹性。弹簧太松也是不能的，如果太松，就会出现避震桶与弹簧并非一起作动，这样的话就会出现由于弹簧无法起作用而使避震很容易到底的问题。&/b&&br&&br&&b&那预压多少才适合？一般会以弹簧长度来表现预压的程度，例如原本10CM的弹簧预压后变成8CM，就表现出2CM之差。建议不同K的弹簧，用不同的预压程度，比如7K或以下压后缩短5-7mm，8K或以上则3-5mm供参考。如前所说，当确定大概预压后，车身高低通过调整筒身长度即可达到目的。再次重申一遍，&/b&&b&记住所有绞牙避震调节都要先把阻尼跳到最大再往回去拧，这是常识，一定要注意。?&/b&&br&&br&&p&&b&第一次装车，只可以将阻尼值大致的调整，经过一个星期左右的磨合才可以对避震阻尼进行微调，那样子才可以保证调整的准确性。调整开始前，应先把阻尼值调到最大位置，然后根据行车路况与驾驶风格向S（软）方向调整。&/b&在实际调整过程中该如何检查阻尼的设置呢？对于前避震，把车子加速至40km/h，然后采取制动（中等刹车力度），刹停时不要抬起刹车踏板，观察车头的动作，状况1:车头即时回复至正常位置且无来回震动，说明这时的阻尼已经达到临界阻尼，阻尼值拉的住弹簧，这时只需要回去将阻尼值往S（软）方向调小10-15%的阻尼即可（根据避震机可调阻尼不同，每格的阻尼系数也不同，具体请参照避震机调节说明书）。状况2：车头抬起超过正常位置后再落下才停止，这就是阻尼过小的表现，需要往H（硬）的方向调整，直到出现状况1之后，再往S（软）方向调小10-15%阻尼。&/p&&p&对于后避震，调教相对简单，只需将阻尼调到中间值，把车尾用力往下压（反复动作），最后一次在下压最低端迅速放开，观察尾部的动作，一直调整到没有起伏动作为止，剩下的就是试车调整了，找一段颠簸频率高的路段测试，如果避震机反应迅速，轮胎的贴地性好，滤震效果好，乘坐的冲击感适中的话，就算基本完成了。&/p&&p&而关于一些后轮的绞牙避震是机簧分离的，如果需要调节高度，可以看下这里，避震器高度需要首先调节好弹簧下座的高度，因为弹簧下座的高度直接影响到车身的高度，而避震机上的螺纹仅用于使避震机处于最佳自由行程范围内，与车身高度并无直接联系。一般产品在配对车型之后已经将避震调整到适合车辆直接安装的高度，在安装之前仅需对弹簧进行预压（一般为两毫米），同时对比一下左右避震器的长度是否相等。如果两根避震器长度以及弹簧座高度不相同，需要将两者调制相同高度后才可安装。&/p&&br&另外要注意的是，车身高度降低会导致车辆悬挂几何的变化，例如主销后倾、主销内倾、束角，以及摇臂、方向拉杆的初始角度等等，这样的改变会使车辆的行驶特性发生改变，而这种改变未必一定是正面的。例如轮胎接地角度变化会导致轮胎偏磨，注销后倾、束角变化会引起直行和转向稳定性的变化，摇臂角度改变会改变悬挂的侧倾翻滚中心高度，令转向特性改变。因此，如果车身高度改变过大的话，建议一并改用可调整长度的摇臂、连杆等等，或者加装特制的垫块以及偏心悬挂衬套，以修正不良的参数改变。然后再通过四轮定位做详细的调整。&br&&br&改装避震器时不要盲目地去降低车身高度，应该根据实际情况，而许多改装避震器的说明书上都有给出一个车身高度的调整值。这是一个折中的数值，可以根据需求再做具体的调整！&br&&br&&p&&b&要改装。请咨询专业的改装店。他们可以为你提供一些问题的解答。一家成熟的改装厂会告诉你为什么要这样改。也请尊重为你搭配改装方案的师傅！虽然他只告诉你，就要收你钱，但能让你少花很多钱。而不是靠你在淘宝上被各种当傻子。再重申一遍，一定要知道自己想要什么。不然你只会重复的花冤枉钱！&/b&&/p&&p&&b&用车问题的可以私信我，知无不言。。改装计划的请值乎提问，经验也是财富。&/b&&/p&&br&&br&&p&&b&&u&你们别光收藏啊，点赞一个呗。也算对分享的人一个小小的肯定嘛！&/u&&/b&&br&&/p&&br&由于前文《踢爆坑爹的某宝改装件》一文中喷了某宝上很多骗钱的东西，坑爹的所谓改装件，被利益相关者追着我狂喷，出言不逊，更是人身攻击要我删除相关内容，白话就是：我挡人家财路了。但我偏偏就不删，这样坑钱的货难道我连指责的权利都没有？
所以，抱歉了各位，我关评论了，免得碍眼。各位如果有用车的相关问题可以私信我，知无不言，改装件的搭配问题可以到我值乎提问。谢谢你们的支持！ &br&&br&&br&&b&还是那句话，改装是一个系统的工程，你首先得知道自己要什么。别人才能帮你。有个大概的预计，然后围绕着它实现。这并不代表要一下子改完，可以搭配出一个整体方案，然后慢慢改，一方面省钱，一方面也少走弯路。有需要改装方案的朋友可以私信我。&/b&&br&&br&&br&&br&&b&谢谢赞赏我文章的朋友们。虽然钱不多，但对我来说意义很大，原来分享知识是可以得到回报的。谢谢那几位知友。&/b&&br&&br&&br&&p&&b&有兴趣可以关注我，不定期出一些经验和心得，码字不易，记得点赞，打赏就不强求了，看各位的心情，哈哈。 &br&以上仅代表我个人观点以及一点点小建议，不代表完全正确。谢谢夜煞枫哥提供的资料，和改网的资料提供。图片来自网络，图侵删！&/b&&/p&&p&&br&除非作者授权转载，否则禁止一切形式的转载。&/p&
《被收录到发现栏了，上知乎日报了》 谢谢编辑的推荐和各位看官们！ 前几天的文章呼吁大家不要盲目崇拜绞牙避震，今天，我们终于有时间来好好聊聊绞牙避震器到底是何方神圣。以及有哪些必须懂的知识！ （文章可能会很长，衷心的希望你一定要坚持通篇看完。…
&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-4fc32afcf80abcd9b325fac_b.jpg& data-rawwidth=&491& data-rawheight=&586& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&491& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-4fc32afcf80abcd9b325fac_r.jpg&&&/figure&&p&&b&赛车科技发展史就是轮胎抓地力的发展史&/b&&/p&&p&想要评价一项应用到赛车上的科技能不能算黑科技，那我们就要看这项科技在提升轮胎抓地力方面有多大能耐。此时引入了&b&安全机动范围（maneuver envelope）&/b&【这个怎么翻译比较好】，本来呢这个工具是用作描述飞行器的性能的，我们知道赛车与飞机在很多地方相似，所以这种工具也同样适用于描述赛车性能。三维图表的三个坐标轴分别代表速度，侧向加速度，纵向加速度，立体图形的表面代表了赛车性能的极限，赛车所有可能的&img src=&https://www.zhihu.com/equation?tex=v+& alt=&v & eeimg=&1&&&img src=&https://www.zhihu.com/equation?tex=%5Calpha+_%7B%5Cgamma+%7D+& alt=&\alpha _{\gamma } & eeimg=&1&&&img src=&https://www.zhihu.com/equation?tex=%5Calpha+_%7B%5Cchi++%7D+& alt=&\alpha _{\chi
} & eeimg=&1&&都包含在里面。&/p&&p&&b&为什么速度，侧向加速度，纵向加速度被选为描述赛车性能的参数呢？&/b&&/p&&p&因为速度、控制速度、控制方向是运动的基本要素。（物理上描述物体的运动需要速度和加速度，而侧向加速度和纵向加速度就是加速度的正交分解后的加速度分量）。&/p&&p&安全机动范围定义了在给定赛道上赛车的性能极限，赛车的性能被发挥多少，取决于赛车手能离边缘多近。任何时候都在极限范围内部，那就是没有完全发挥赛车的极限性能。但能否保持在机动范围边缘可不是赛车手一个人的锅，除去赛车手的技术与勇气之外，赛车的操纵稳定性同样重要。所以赛车的设计者和工程师不仅仅要能提供尽可能大的机动范围，还要能让赛车稳定行驶在机动边缘。&/p&&p&与车队努力的方向相反，方程式赛车中的各种规定的发展就是想办法来限制安全机动界限的范围来保证赛车手的安全，并且不让某一个车队的黑科技来产生垄断从而使赛车运动失去乐趣。&/p&&p&&b&安全机动极限长得像什么样&/b&&/p&&p&
在给定速度下的纵向加速度与侧向加速度的图像，就是典型的g-g图像。图1.1&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-b31aedbb8c7b49c7e520d7a_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-b31aedbb8c7b49c7e520d7a_r.jpg&&&/figure&&/p&&p&没有下压力的车辆，转向及制动不会被速度所影响，但加速度会随着速度增加而减小（简单的表示为F=P/v）。但如今的赛车基本都装备有空气学套件来产生下压力，所以制动、转向以及牵引力极限在机动极限图中尺寸就会相应变大，但加速度极限会因为速度的增加产生的空气阻力而变小。这就需要在赛车调校时权衡，有得必有失。&/p&&p&因此对于赛车，仅仅有g-g图像还不够，我们需要知道每个速度下对应的赛车性能图表。要做出这样的图表，我们首先要搞清楚g-g图像的形状是被什么所影响的，如何建立一套从目前已知的参数中（底盘、悬架、发动机、变速箱、制动、轮胎、空气动力学）求得相应的gg图像的办法。&/p&&p&图1.1中g-g图像是从理想化的摩擦力椭圆中（原文说的是椭圆，这个保留意见）提取出的一部分。为了计算四个轮子总的最大侧向力，我们首先要知道四个轮胎的垂直载荷，侧偏角，camber角，纵向力，然后计算出侧向力并累加起来。这时候就需要车辆模型来帮助我们了，例如Milliken Moment Method（MMM）中精细的底盘、轮胎、空气动力学、悬架、转向运动学及柔顺性特性，来计算给定速度下最大侧向加速度及纵向加速度。为了得到足够的点来画给定速度下的平滑曲线，需要计算至少30组数据&/p&&p&椭圆底部（加速度轴）被截断是因为两轮驱动赛车低速牵引力的限制【后轮驱动的赛车，其驱动力只能由后轮轮胎产生，相对于制动力可以由前后轮一起产生的减速加速度，加速加速度会受到限制】。如果功率没有限制的话，四轮驱动理论上将会拥有完全的椭圆。速度较高时，牵引力不再是限制因素，但椭圆底部仍然被切掉则是由于车轮的扭矩不够【此时发动机的功率成为短板】。&/p&&p&轮胎一般没有完美的附着力椭圆，其最大值特性随着垂直载荷和camber角的变化而改变。每个轮胎行驶的路面、camber角、侧偏角、差速器传递的驱动扭矩都不尽相同。所以，真正的形状并非像1.1那样的简单。赛车设计者必须理解曲线上每个点的限制因素，在这一点会具有怎么样的操纵稳定特性，以保证赛车性能最优平衡，可以使赛车手在那个点控制住赛车。一般在分析赛车模型时，会提供这种输出信息帮助赛车设计者进行判断。&/p&&p&所以在给定速度下，g-g图像是两坐标轴形式，其边缘代表了车辆性能极限，其所包围的区域是赛车都可以达到的性能。变化的速度带来了第三个坐标轴，g-g图像的边缘形成了曲面，即安全机动极限。如果要计算0-350kph（Vmax）下的安全机动界限，需要计算超过1000组数据。为了突出说明速度效应的作用，我们来看一下速度对Gmax的影响。&/p&&p&制动和转向呈现出相同的特性，四个轮胎上的垂直载荷随着速度的平方增加【下压力是随着速度的平方增加的】，但是轮胎附着力的增加并非随着垂直载荷线性增加的，如图。同样，无论是制动时候的纵向负载转移还是转向时候侧向负载转移，都会随着加速度的增加而增加。因此，Gmax可以被认为是空气动力，重心高度，前后轮距，wheelbase，悬架，防倾杆，悬架几何形状，底盘扭转刚度等参数的函数。图1.2&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-81be2eab46b_b.jpg& data-rawwidth=&3104& data-rawheight=&1912& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3104& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-81be2eab46b_r.jpg&&&/figure&图1.3阐明了最大加速度下的速度效应，呈现出两个不同的部分，最大加速度随着速度的增加，因为此时不仅随着速度增加下压力增大，而且随着加速度的增加，负载转移到后轮，使得驱动力增加。四轮驱动仅仅被下压力所影响。前轮驱动的车辆则会因为加速时的负载转移产生驱动力下降的现象。当可用的抓地力大于车轮上可用的扭矩的时候，加速度会随着速度的增加减小到0，因为空气阻力随着速度的平方增加，车轮上的扭矩随着速度的增大而减小，这部分的曲线形状不会很平缓。因为车轮可用扭矩是根据发动机扭矩曲线变化的，而发动机扭矩曲线则被齿轮比分割，而合适的齿轮比由速度确定。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-b967a6aa5c2c6cbdfd1362b_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-b967a6aa5c2c6cbdfd1362b_r.jpg&&&/figure&&br&&p&高速下的gg图像，加速度被功发动机率限制，会呈现出这样的图像。图1.4&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-f67e23e073b4cead23243_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2160& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-f67e23e073b4cead23243_r.jpg&&&/figure&&/p&&p&加速度极限不再是固定值，因为功率消耗在克服转向力上面。例如formula 1赛车240kph转弯，仅仅克服轮胎在侧偏角下的阻力就要消耗125马力。这种特征在印地赛车及NASCAR比赛中非常明显，其中最牛逼的赛车手跑完一圈都不需要松油门，当赛车进入弯道速度会降下来，当出弯时转向力减小时速度又会增加。&/p&&p&高速下四个轮胎完全的制动极限非常高，赛车的制动系统功率如果不能达到，或是赛车手的肌肉不能适应这种情况，那么制动虚线就会出现。1993年制动助力出现时，最高制动g值从4g升高至5g。&/p&&p&把所有速度下的g-g图表放在一起进行处理，出现z轴速度轴，产生一个三维立体。图1.5&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-94dfc50fa9a88be5346d_b.jpg& data-rawwidth=&2292& data-rawheight=&3264& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2292& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-94dfc50fa9a88be5346d_r.jpg&&&/figure&&/p&&p&这就是F1赛车性能极限图。这不是一个静态图像，它会随着环境的变化而改变，例如风、温度、赛道表面都会对形状和大小产生影响。比如当突然下雨时，很多赛车手就会发现纵向和侧向加速度的尺寸会减半。纬度和温度差异会造成20%的空气密度差异，这将会损失20%的下压力。功率和阻力同样会减小20%，因此加速度也会下降，但最高速度不受影响。那么g-g-V图像就会缩小20%，但高度不会变化。&/p&&p&赛车手的任务就是尽量控制赛车的性能接近ggv图像的表面。在接近弯道时，极限刹车，速度下降，此时必须稍微抬起一点制动踏板，以避免锁死【速度下降以后，轮胎能提供的制动力极限也会下降，此时必须稍微抬一点点制动踏板】。例如1.6中的A到B点。&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-9d451db4d2e_b.jpg& data-rawwidth=&1908& data-rawheight=&3192& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1908& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-9d451db4d2e_r.jpg&&&/figure&&/p&&p&然后在某一点入弯，（B到C）保持制动与转向能尽可能的利用抓地力，此时的抓地力是随着速度减小而减小的。这个区域是能区分出赛车性能的地方，同时也是能区分出赛车手的水平的地方。不稳定的赛车，在赛车手准备把车子带到图表的极限时，会明显的吃力。但如果调校非常的理想，行驶在极限边缘就会得心应手。图1.7展示了F1赛车真正的gg图像&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-bfade9bde96afed_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-bfade9bde96afed_r.jpg&&&/figure&&/p&&p&稳态转向（从D到E），比较容易能控制赛车在机动极限的边缘。但弯道后期需要加速时（E到F），这样转向力就会稍微减小，纵向力增大，此时需要用方向盘和油门来持续探索极限边缘，踩油门踏板的同时控制转向半径稍微增大。后轮驱动的赛车在弯道加速时呈现不稳定状态【此时负载转移会让前轮抓地力减小】，但相对还是比较容易控制。回到直线赛道以后地板油、快速换挡可以让赛车从F到A。&/p&&p&速度加速度制动转向最大值【三个轴的截距】，基本上被发动机功率，制动功率，重量，下压力，空气阻力，轮胎所决定。而这些都是被FIA的规定所限制死了的，所有车辆轮胎相同，制动和重量基本上一样，基本上性能就是发动机和空气动力学的函数。两个车队如果拥有一样的发动机，在空气动力学开发和测试上投入差不多的话，那么两个车队唯一能在g-g-V图像上有差别的，就是操纵稳定性了。操纵稳定性的好坏是制动与转向、加速与转向能否在赛车性能极限边缘顺利过渡的关键。&/p&&p&技术限制经常也用来限制赛车手辅助系统，这些系统并不能直接扩大g-g-V图像的尺寸，但是可以帮助车手控制车辆在其边缘游走。&/p&&p&经常用到一个类比：飞机的升力与俯仰轴，和赛车的侧向力与偏航轴。但是两者之间有一个方面是完全不同的。在飞机上控制俯仰的装置并不产生升力，所以即使飞机达到升力极限时，俯仰装置依然能发挥作用，控制飞机的飞行方向。&/p&&p&但车辆的侧向力是前后轮胎一起产生的，操纵稳定性也需要前后轮胎进行控制，当达到轮胎极限时，车辆就会濒临失控，所以车辆在g-g-V边缘时实际上就是一种失控边缘的状态。&/p&&br&&p&&b&赛车就是游走在失控边缘的艺术&/b&&/p&&p&操纵稳定性只是帮助赛车手走这根钢丝，而能不能走完这根钢丝则要看赛车手的水平。所以赛车是一项人类体育运动，这也就是为什么F1可以与奥运会、世界杯，并称为全球三大鼎级体育赛事。&/p&
赛车科技发展史就是轮胎抓地力的发展史想要评价一项应用到赛车上的科技能不能算黑科技，那我们就要看这项科技在提升轮胎抓地力方面有多大能耐。此时引入了安全机动范围（maneuver envelope）【这个怎么翻译比较好】，本来呢这个工具是用作描述飞行器的性能…
你如果沉得下心来，看一遍优酷上流沙FSI做的ICEM教程视频，看完就会了。很多时候没学会是因为沉不下心来，连视频都跳着看，把关键步骤给跳过去了。不仔细看视频的话自己练的时候少了一步，然后就懵逼了。看直播的时候你也分不清摁没摁F9，左键，中键呀。。&br&&br&而且一定要自己挑一个简单的外形试试看，很多时候实践了才发现自己哪里忘记了。犯几次错}
很高兴终于有说中文的F1气动工程师愿意上知乎写文章了，之前拜读了
大神在《》 这一问题下的回答，感觉可以在根据大神的文章，分享一些自己在这方面的知识和见闻。学艺不精，有不到的地方希望大家能够…
&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-efa1c633fc1f1ca7ee96_b.jpg& data-rawwidth=&900& data-rawheight=&710& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&900& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-efa1c633fc1f1ca7ee96_r.jpg&&&/figure&&p&看了眼各大门户网站对于这款变速箱的介绍，感觉基本都只是把外语翻译成了中文，缺少一些通过自己思考得出的实质性的内容。虽然我不负责变速箱业务，但是多少看过一些这个变速箱的资料，就在这里和大家分享一些不涉及机密的基础知识。&/p&&p&首先普及一个常识，那就是CVT的可调速比越宽，&b&理论上&/b&整车油耗就会越低。因为可调速比越宽就可以尽可能多的使用发动机热效率高的区域，近年来AT的多段化有一大部分原因就是基于这个背景。&/p&&p&但目前为止，一般情况下的CVT宽速比化是下面这样做的。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-56cdc2304835ffc37311_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&390& data-rawheight=&214& class=&content_image& width=&390&&&/figure&&p&就是在原有基础的两端分别进行低速化和高速化。&/p&&p&但这么做会带来一个问题，就是&b&钢带的动力传递效率会随着速比的变大而降低&/b&。也就是&b&发动机热效率提高的同时传动效率降低了&/b&。这样一来一去，很可能在某些情况下宽速比化的意义就不大了。&/p&&p&于是OEM们针对这个问题进行了不同的探索，比如日产当年做过这么一个东西。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-c46b82a4af7f1ce26d9dee45d45b813b_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&571& data-rawheight=&322& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&571& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-c46b82a4af7f1ce26d9dee45d45b813b_r.jpg&&&/figure&&p&它就能够在拓宽速比的同时不降低传递效率。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-4edfb43ff8f94da21185_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&405& data-rawheight=&535& class=&content_image& width=&405&&&/figure&&p&出处&/p&&p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.nissan-global.com/JP/TECHNOLOGY/OVERVIEW/xtronic_cvt.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&副変速機付エクストロニックCVT&/a&&/p&&p&&br&&/p&&p&然后这次丰田针对宽速比化提出的解决方案就是这次推出的Direct Shift-CVT了。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-7ea532f98c3f85bd814b7ba_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&864& data-rawheight=&447& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&864& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-7ea532f98c3f85bd814b7ba_r.jpg&&&/figure&&p&丰田在原有的CVT总成之外又追加了一个可以和发动机直连的齿轮，在启动和低速行驶时直接用齿轮驱动，在高速时才会切换到普通CVT。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-da72ee41a4d51bfaafc0cd9_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&1217& data-rawheight=&501& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1217& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-da72ee41a4d51bfaafc0cd9_r.jpg&&&/figure&&p&那么丰田是怎么解决传动效率的问题的呢？&/p&&p&其实从下面这张图可以看出，算上齿轮后总的速比的确是变宽了，但其实CVT部分的速比反而是变窄的。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-aa0d911d94d23f9c5799_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&639& data-rawheight=&351& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&639& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-aa0d911d94d23f9c5799_r.jpg&&&/figure&&p&然后开头我们就提到，速比越窄传动效率就越高，所以说丰田在另一份资料里说的这台CVT的传动效率接近他社DCT的就是这么实现的。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-cd02ed51f98dbe921fae7c_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&569& data-rawheight=&496& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&569& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-cd02ed51f98dbe921fae7c_r.jpg&&&/figure&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-f5e42dd1570f01edab8a8_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&548& data-rawheight=&479& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&548& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-f5e42dd1570f01edab8a8_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&而且用齿轮直连的另一个好处就是加速响应速度比以前的CVT有了飞跃性的提升。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-0a0ef52ae1b45ca7930096_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&571& data-rawheight=&398& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&571& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-0a0ef52ae1b45ca7930096_r.jpg&&&/figure&&p&顺便一提这张图并不是吹牛，Direct Shift-CVT的实验车我也开过，的确响应非常快。&/p&&p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//newsroom.toyota.co.jp/jp/powertrain2018/cvt/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&https://newsroom.toyota.co.jp/jp/powertrain2018/cvt/新型「無段変速機（CVT）」 －Direct Shift-CVT－ | トヨタグローバルニュースルームhttps://newsroom.toyota.co.jp/jp/powertrain2018/cvt/&/a&&/p&&p&资料出处&/p&&p&至于这台变速箱其他变化点我就不一一展开讲了，有什么问题也恕不接受咨询，因为并不是变速箱相关专业人士。&/p&&p&以上。&/p&&p&=============================================&/p&&p&更新一下评论里的Q&A&/p&&p&Q1：响应快了会不会出现所谓的轻微顿挫呢？&/p&&p&A1:这里的响应快是指用齿轮直连时的响应，并不涉及换挡，所以和顿挫没关系。&/p&&p&&br&&/p&&p&Q2:另外，用了齿轮换挡速度会不会变慢呢？&/p&&p&A2:不是很懂你说的用齿轮换挡速度慢是什么意思。&/p&&p&用齿轮的工况就只有一个齿轮，不存在换挡一说 ; 不用齿轮的工况就是普通CVT，不存在一般意义上的换挡，换挡速度和齿轮也没什么关系。&/p&&p&&br&&/p&&p&Q3：我比较好奇的是这个齿轮是怎么切换的？会不会有顿挫？&/p&&p&A3：通过3组离合切换，切换时不可避免会有顿挫，但在我的容忍范围之内。&/p&&p&&br&&/p&&p&Q4：这个cvt以后会用在哪些车型上面呢？&/p&&p&A4：这种显然不可能我来告诉你的问题就别问了……&/p&
看了眼各大门户网站对于这款变速箱的介绍，感觉基本都只是把外语翻译成了中文，缺少一些通过自己思考得出的实质性的内容。虽然我不负责变速箱业务，但是多少看过一些这个变速箱的资料，就在这里和大家分享一些不涉及机密的基础知识。首先普及一个常识，那就…
&p&有不少觉得讲的不清楚的我简单加了一个视频，我尽力了。。。&/p&&br&&a class=&video-box& href=&//link.zhihu.com/?target=https%3A//www.zhihu.com/video/377792& target=&_blank& data-video-id=&& data-video-playable=&true& data-name=&& data-poster=&https://pic3.zhimg.com/80/v2-4429e4bafb30b65eec84e_b.jpg& data-lens-id=&377792&&
&img class=&thumbnail& src=&https://pic3.zhimg.com/80/v2-4429e4bafb30b65eec84e_b.jpg&&&span class=&content&&
&span class=&title&&&span class=&z-ico-extern-gray&&&/span&&span class=&z-ico-extern-blue&&&/span&&/span&
&span class=&url&&&span class=&z-ico-video&&&/span&https://www.zhihu.com/video/377792&/span&
&/a&&br&&br&&br&我虚弱的声音是因为昨天晚上录的太困了，然鹅早上发现玛德发了一晚上没传上去&br&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&以下是原答案&/p&&p&&br&&/p&&p&这个问题对于车辆工程专业的学生比较简单，但是对于汽车爱好者和其他领域的工程师是有意义的。&/p&&p&&a class=&member_mention& href=&//www.zhihu.com/people/cf07cd8f1f3df9a65e702& data-hash=&cf07cd8f1f3df9a65e702& data-hovercard=&p$b$cf07cd8f1f3df9a65e702&&@王御&/a& 的回答简洁明了，我结合自己最开始遇到这个问题时候的一些疑惑，简单讲一下心路历程。&/p&&p&--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------&/p&&h2&1. 为什么多数人脑海里的汽车转向系统模型只对了一半儿？&/h2&&h2&2. 实际的转向系统是什么样子的？&/h2&&h2&3. 做个总结&/h2&&p&--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------&/p&&h2&1. 为什么多数人脑海里的汽车转向系统模型只对了一半儿？&/h2&&p&个人认为，在很多人的脑海里，汽车前轮实现转向的机械结构大概是下面这样的。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-bbf0a3d62cc3a072ecdc4a_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&960& data-rawheight=&768& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&960& data-original=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-bbf0a3d62cc3a072ecdc4a_r.jpg&&&/figure&&p&驾驶员操纵方向盘，方向盘连接着转向柱，转向柱连接并控制有液压做助力的转向盒（Steering box中文是啥？），后者再通过控制左右侧的转向拉杆来操纵前轮进行转向。&/p&&p&当然，对于最近5-6年内的新车，液压助力（HPS/EHPS）被电动助力（EPS）取代，助力直接由电机施加在转向柱上，如下图所示。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-db173a7e4dcec26eec6ed_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&417& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-db173a7e4dcec26eec6ed_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&但不管用什么做助力，如果从车顶部往下看车的前轴，如下图蓝色箭头所示，&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-ceef503b0aaf9f6125646_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&1920& data-rawheight=&1200& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1920& data-original=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-ceef503b0aaf9f6125646_r.jpg&&&/figure&&p&在去掉不必要的车身结构（发动机舱/发动机/变速箱）之后，我们看到的转向系统的简化示意图都是下面这样的，红色箭头是车身前进方向。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-a468e8dcd6_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&3953& data-rawheight=&2143& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3953& data-original=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-a468e8dcd6_r.jpg&&&/figure&&p&这个&b&简单的结构&/b&马上就会给我们带来一个不小的困扰，那就是他可以提供转向的功能，但是&b&无法提供&/b&自动回正的功能，更无法保证高速驾驶时方向的稳定性以及在过弯的时候给驾驶员提供足够的转向手感，为什么？&/p&&p&很简单，没有回正/反馈力矩。&/p&&p&&br&&/p&&p&假设我们右转，此时车轮从直行时候的红色位置右转到橘黄色位置，&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-c3a18347bed1c838cb0edb9_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&3953& data-rawheight=&2143& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3953& data-original=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-c3a18347bed1c838cb0edb9_r.jpg&&&/figure&&p&由于轮胎转向产生了侧向力F，我们看这个侧向力能产生什么，&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-ebb212e98b744b29f789_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&3953& data-rawheight=&2143& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3953& data-original=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-ebb212e98b744b29f789_r.jpg&&&/figure&&p&如图所示， 因为轮胎产生的侧向力是&b&一定和轮胎行进方向垂直&/b&并且由轮胎接地面施加的，所以这个力是一定经过前轮的转向轴的，这也就导致这个力&b&无法产生&/b&使车轮转动的力矩。&/p&&p&（实际中，轮胎产生的侧向力一定不是和行进方向垂直，因为存在侧滑角，但是通常在正常行驶时这个侧滑角相对于90度来说是非常小的（在1-3度）所以当作垂直没有问题）&/p&&p&&br&&/p&&p&那么加减速时候的作用力呢？&/p&&p&对于后驱车，前轮不管加速，减速还是匀速行驶的过程，都受到阻力，但这个时候也无法利用阻力回正，因为左右车轮产生的转动力矩基本上是大小相等方向相反的，所以转向系统&b&没有&/b&回正力矩，如下图所示。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-563ac0fe07_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&3953& data-rawheight=&2143& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3953& data-original=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-563ac0fe07_r.jpg&&&/figure&&p&对于前驱车，减速和刹车的情况和后驱车一样，受阻力，不同的地方是加速的时候受到的是向前的动力，但是同样的，因为左右车轮因为动力产生的力矩也是大小相等方向相反，又&b&抵消&/b&了，如下图所示。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-5d3a202b7ce5f5f809faf933b0c72832_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&3953& data-rawheight=&2143& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3953& data-original=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-5d3a202b7ce5f5f809faf933b0c72832_r.jpg&&&/figure&&p&所以综上所述，如果汽车悬架的转向系统是这样话的，就无法实现自动回正的功能，也没有过弯时候转向的“手感”和高速行驶时的稳定性。&/p&&p&&b&因为这个系统，不管车轮转到哪儿，宏观而言，对于方向盘都是没有什么反馈（扭矩）的。&/b&&/p&&p&--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------&/p&&h2&2. 实际是转向系统什么样子的？&/h2&&p&让我们再看一下转向系统的示意图，其实问题出在转向轴。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-759b667b5a23c49d928aefa8fa619d1d_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&3953& data-rawheight=&2143& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3953& data-original=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-759b667b5a23c49d928aefa8fa619d1d_r.jpg&&&/figure&&p&按照上图的情况，如果从车辆正前方看，转向轴是完全垂直于地面的，如下图所示，&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/50/v2-45cd197d907bfe28ffb7df8_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&446& data-rawheight=&362& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&446& data-original=&https://pic2.zhimg.com/50/v2-45cd197d907bfe28ffb7df8_r.jpg&&&/figure&&p&从侧面看，转向轴也是完全垂直于地面的，&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-b1ffb1feeeb0cc3d0c7840d_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&339& data-rawheight=&260& class=&content_image& width=&339&&&/figure&&p&现实中，&b&转向轴在这两个维度均不垂直于地面&/b&。&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&2.1 从正前方看，转向轴顶部向内倾斜，这个角度叫做主销内倾角&/b&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-4b9e87ff765154dbdd4e1_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&720& data-rawheight=&340& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&720& data-original=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-4b9e87ff765154dbdd4e1_r.jpg&&&/figure&&p&这样做的结果是很好理解的。&/p&&p&考虑原本垂直的转向轴，如果进行转向，轮胎在空间中划过的轨迹是一个&b&圆柱体的表面&/b&（绕下面橘黄色的轴）。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-ed49f5ad748aa_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&446& data-rawheight=&362& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&446& data-original=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-ed49f5ad748aa_r.jpg&&&/figure&&p&但是如果有内倾角，转向之后轮胎在空间中划过的轨迹，就是&b&一个圆锥体的表面&/b&了，如下图所示，这也就导致，只要转向，轮胎上的每一个质点，&b&都必须向下运动&/b&，&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-777d4ebed356f00a708250_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&2628& data-rawheight=&3127& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2628& data-original=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-777d4ebed356f00a708250_r.jpg&&&/figure&&p&这也就等价地意味着，一旦转向，就相当于悬架在把车身“抬高”，因为车轮的每一点都在向下运动，并且左右轮虽然转动角度相反，但是抬高的幅度是相同的，就是不光左侧或者右侧高度抬升，是前轴悬架在一起抬升。&/p&&p&所以因为“重力”的存在，始终会有一个回正的力矩，让系统回到能量最低的状态，也就是转向角度为零的时候（车身高度最低），并且这个作用是在&b&车辆静止和行进的过程中都始终存在&/b&的，只要存在转向角度。&/p&&p&如果你开过卡丁车就知道，主销内倾的效果很明显，只要你原地打方向，就能很明显地感觉到自己和卡丁车都被“抬高”了，这也是为什么开卡丁车很累的原因之一，即有比较大的主销内倾且没有助力。&/p&&p&当然，和汽车一样，卡丁车你原地静止打方向之后，虽然有回正的趋势，但是车轮&b&并不会马上回正&/b&，因为轮胎的接地面还和地紧贴“纠结”在一起，提供大小相等方向相反不让你回正的力矩，但是&b&一旦车动起来&/b&，因为&b&轮胎有侧滑的角度（因为重力有转向方向的分量），导致其在沿着减小系统总势能的方向运动，转向就开始回正了，&/b&所以虽然主销内倾产生的回正力矩在车辆静止和行进的过程中都始终存在，但是只有&b&当车辆动起来的时候才会实际发挥作用&/b&（除非内倾角过大但是一般情况下都不会达到那个程度））&/p&&p&显然，转向轴的这个内倾斜角度越大，和地面的交点离车轮的距离越远（主销偏距/King-pin offset/Scrub Radius取决于中国欧洲还是美国的叫法），这个回正的力矩就越大，回正效果就越好，还能带来转向“手感”，比如转弯越快转弯越急需要的角度就越大，转向就感觉越重。&/p&&p&除了实现回正和提供转向手感，内倾还能带来稳定性。比如在高速行驶时，由于路面的因素（小障碍）导致车辆偏离了直线轨迹，完全垂直于地面的转向轴就让这个转向角度保持下去了，即“随它去了”，这在控制上属于广义“临界稳定”的概念。&/p&&p&然而有主销内倾角的转向系统就是“稳定”的，即能够减小这方面的影响（因为有重力的作用在那儿“压着”不让你转向或者转了马上让你回来）从而增加高速直线驾驶的稳定性和安全性，比如在比较小的外界干扰（激励）的情况下保持直线，或者在遇到相对较大的外界干扰的情况下减小影响。&/p&&p&当然，过大的主销内倾也有缺点。&/p&&p&首先需要更大的转向力度，虽然现在都有助力转向了，助力本身不是个问题，但是在减排的大背景下，转向系统的能量消耗也是要尽量减小的。减小这方面的助力需求，对于比较老的系统（HPS/EHPS）能够节能，对于比较新的系统（EPS）能够减小其尺寸，总体上都是收益的。&/p&&p&其次，转向轴距离车轮过远（主销偏距大）会导致刹车的时候产生过多的toe-out从而影响稳定性，所以实际中&b&现代车辆都在尽量减小主销偏距&/b&来减小这个作用，从而做到有一些回正，有一些转向手感，有一些直线行驶的稳定性就可以了。之所以是这样，是因为主销内倾角不是唯一一个产生这些现象的因素，正如我们马上看到的，主销后倾角也能产生自动回正的力矩并且能保持高速直线稳定性。&/p&&p&主销偏距举例，对于下图双叉臂悬挂，红色虚线设定的内倾角导致了一个比较小的主销偏距（L1），如果转向轴是由蓝色实线确定的（比如可以通过更改悬架参数做到，比如悬架上下控制臂都更短一些），则主销偏距（L2）更大回正更好。由于上段提到的原因，现代车辆一般倾向于尽可能小的主销偏距（内倾多在10-15°，主销偏距在+/-20mm内，考虑到前轮胎宽150-250mm）&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-b2ccf09af2ed3e5afe08c431_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&450& data-rawheight=&600& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&450& data-original=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-b2ccf09af2ed3e5afe08c431_r.jpg&&&/figure&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&2.2 从侧面看，转向轴顶部向后倾斜，这个角度叫做主销后倾角&/b&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-0858fad06c528cb9ea2dd4_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&337& data-rawheight=&289& class=&content_image& width=&337&&&/figure&&p&向后倾斜转向轴也能产生自动回正的力矩，但是不是通过“重力”，而是通过&b&改变转向轴几何参数巧妙地利用轮胎的滚动阻力和转向的力。&/b&&/p&&p&如此的设定只需要举一个例子就可以了。超市的小推车，你一推，会发生什么？&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-d4e6b83c6f_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&664& data-rawheight=&700& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&664& data-original=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-d4e6b83c6f_r.jpg&&&/figure&&p&他自动转到你行进的方向了。汽车的前轮也是一样的，还是考虑下面这个图，&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-0858fad06c528cb9ea2dd4_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&337& data-rawheight=&289& class=&content_image& width=&337&&&/figure&&p&如果从顶部看，车轮转向的时候就是下面这样，黄色标出来的A点就是上图用红色标出的转向轴和地面相交的点，B点就是上图用蓝色标出的轮胎垂直轴和地面相交的点。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-af95f05a82ec2e42a70e3f4ce7292049_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&2976& data-rawheight=&3968& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2976& data-original=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-af95f05a82ec2e42a70e3f4ce7292049_r.jpg&&&/figure&&p&这样一来，不管前驱车后驱车，&b&只要车在动，就始终有因为阻力而产生的回正力矩&/b&（这个阻力其实是阻力和转向侧向力的合力），并且是随着速度和转向角度的增加而增加。&/p&&p&随转向角度增加好理解。随速度增加是因为，比如保持同样一个角度的前轴转向，对比在时速5公里和50公里下产生的侧向力，显然是后者大，所以速度越快回正力矩越大。&/p&&p&不难理解，主销后斜的角度越大，在相同其他情况下产生的力矩越大，操控的手感和驾驶的方向稳定性也越好，这也是为什么一些追求操控的车都有比较大的这个角度的转向倾角。&/p&&p&（下图这个漂着的M5显然前轮的转向轴不是垂直于地面的）&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-b0825ef88cedef02de80be25a771f00e_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&1600& data-rawheight=&1067& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1600& data-original=&https://pic3.zhimg.com/50/v2-b0825ef88cedef02de80be25a771f00e_r.jpg&&&/figure&&p&不过此时，聪明且细心的童鞋可能已经注意到了，前驱车加速的情况好像有一些特殊。没错的，因为对于前驱车，这个时候纵向力的方向反过来了。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-dae1c18147b6bcccd3d0c1ab_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&2976& data-rawheight=&3968& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2976& data-original=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-dae1c18147b6bcccd3d0c1ab_r.jpg&&&/figure&&p&考虑上面这个示意图，滚动阻力变成了驱动力，这个时候这个系统就不完全是一种“稳定”的结构了，尤其是对于&b&动力比较大的&/b&前驱车。&/p&&p&原因也很简单，就是因为轮胎受到向前的驱动力，只要这个力不经过上图转向轴和地面的交点，&b&轮胎的转向角度就会有被加大的趋势（进一步受到转向的力矩）&/b&，即你打了一些方向，方向会自己不确定地变得更大，即系统不稳定。&/p&&p&这也就是为什么一般在后驱车上，主销后倾角在0.5-5度，而在前驱车上就变成了-0.5-1.5度，因为后驱车前轮永远只受阻力所以不存在这种因为驱动力而不稳定的情况。&/p&&p&（除了很老的车（没有助力转向）因为需要减小转向的力度在使用负的主销后倾角，现代车辆的转向系统基本不会出现（比较大的）负值）&/p&&p&--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------&/p&&h2&3. 做个总结&/h2&&h2&汽车的方向能自己回正，就是因为主销内倾和主销后倾，低速范围内主要是前者的作用，中高速范围主要感受到的是后者（当然由于悬架设计和驱动布局的影响，在不同车辆上两者实际的回正贡献也是会变换的）&/h2&&h2&除此之外，这两者还是提供高速行驶稳定性和良好的转向手感的重要设计参数。&/h2&&p&--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------&/p&&p&最后还想补充一个例子。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-2be356fdd3b1ef6cc5ece0_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&790& data-rawheight=&526& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&790& data-original=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-2be356fdd3b1ef6cc5ece0_r.jpg&&&/figure&&p&高环大家都知道的。&/p&&p&上图的这辆车，如果你在开的话，是要施加一个人为向左转方向盘的力度的。&/p&&p&很多人觉得这很正常，因为重力的作用车自然要向右偏。&/p&&p&&b&然而这并不正常。&/b&&/p&&p&不是因为有重力就会偏，而是因为有重力分量&b&且有了主销后倾角&/b&才会向右偏。&/p&&p&如果是开始的那个转向系统，&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-eaa653f0bc82aaaf67f97c0c_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&3953& data-rawheight=&2143& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3953& data-original=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-eaa653f0bc82aaaf67f97c0c_r.jpg&&&/figure&&p&坡度再大，（理论上）转向也偏不了。&/p&&p&--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------&/p&&p&说明1： 轮胎本身是有一个Pneumatic Trail会产生回正力矩，但是这个量应该小于悬架的作用，所以以上讨论我们忽略他的影响，就假设侧向力作用在轮胎接地面正中心。&/p&&p&说明2：转向手感是个复杂的事情，还取决于转向系统种类悬架类型衬套刚度系统设计间隙一系列问题，这里所谓的手感只是一些和转向回正话题相关影响因素的简化定性总结。&/p&&p&说明3：有些车的主销偏距是&i&轻微&/i&负的，这使得其在回正上会减小力度，但这样可以让刹车时前轴的toe-out变为toe-in从而增强稳定性。&/p&&p&说明4：关于EPS的回正作用，请参考 &a class=&member_mention& href=&//www.zhihu.com/people/6d50b40ec0e9abf80ce30a& data-hash=&6d50b40ec0e9abf80ce30a& data-hovercard=&p$b$6d50b40ec0e9abf80ce30a&&@小人物&/a& 和 &a class=&member_mention& href=&//www.zhihu.com/people/05eb8bffd2306bdbfbd99& data-hash=&05eb8bffd2306bdbfbd99& data-hovercard=&p$b$05eb8bffd2306bdbfbd99&&@RobinHoo&/a& 的回答，这也说明现代车辆的主销偏距确实是比较小的。&/p&
有不少觉得讲的不清楚的我简单加了一个视频，我尽力了。。。 我虚弱的声音是因为昨天晚上录的太困了，然鹅早上发现玛德发了一晚上没传上去 以下是原答案 这个问题对于车辆工程专业的学生比较简单，但是对于汽车爱好者和其他领域的工程师是有意义的。 …
&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-6de0a7a3dedb0f2e38d7a67_b.jpg& data-rawwidth=&592& data-rawheight=&348& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&592& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-6de0a7a3dedb0f2e38d7a67_r.jpg&&&/figure&&p&通过之前的文章《&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//mp.weixin.qq.com/s%3F__biz%3DMzI5NTM0MTQwNA%3D%3D%26mid%3D%26idx%3D1%26sn%3Dac4eecb2689bfabaa2be4%26chksm%3Dec54598bdb23d09d7fde2d82ba77beb3e0d27b2f5ac8aabb7d871a74e7d10b0a032c5bc977ea%26scene%3D21%23wechat_redirect& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&什么是固有频率？&/a&》，我们已经明白一个自由度对应一阶模态或固有频率，由于现实世界中的结构多半为弹性体（或称为连续体），因此，结构存在无穷多阶模态或固有频率。既然结构存在无穷多阶模态或固有频率，为什么实际测量或分析时我们只关心低阶的模态或固有频率呢？&/p&&p&&br&&/p&&p&我们当然可以说结构的固有频率越低，越容易被外界激励起来。比方一座桥梁，如果行军的部队按踢正步的姿势行军过桥，那么，桥梁就有可能被激励起来产生共振，这是因为行军踢正步的频率与桥梁的某一阶固有频率非常接近或者一致了。另一方面，现实世界中的大多数激励也是低频激励。因此，我们总是可以说结构的固有频率越低，越容易被外界激励起来，因而，我们只关心低阶的固有频率。所以我们可以说低阶模态“更重要”。&/p&&p&&br&&/p&&p&以上的解释没有问题，但在这我想提供其他一些方面的解释或许比上面的解释更有说服力。在这要引入“模态有效质量”来说明这个问题。模态有效质量提供了一种方法用于判断模态的“重要性”。如果一阶模态包含相当高的有效质量，那么将很容易被外界激励起来。另一方面，如果一阶模态包含较低的有效质量，那么将很难被外界激励起来。&/p&&p&&br&&/p&&p&当你对一个结构进行计算模态分析时，你需要确定这个问题：提取多少阶模态是足够的？假设你提取的模态的总的有效质量超过结构实际质量的90%的话，那么可以说你提取的模态阶数是足够的。即使是试验模态分析，也面临同样的问题：到底获得多少阶模态才合适。&/p&&p&&br&&/p&&p&对于一个无阻尼多自由系统而言，通常将描述系统特征的运动方程组用矩阵形式表示为&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-7e5cc8f92f8fa4de7abd57b43b4bc1fd_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&327& data-rawheight=&77& class=&content_image& width=&327&&&/figure&&p&这里[M]和[K]分别表示质量矩阵和刚度矩阵，连同相应的加速度向量{?}和位移向量{x}以及外力向量{F(t)}一起组成运动方程。对上式进行特征值求解，可以求得各个特征值与特征向量。特征值即是固有频率，特征向量即是这阶固有频率对应的模态振型?。这个系统的广义质量矩阵[?]定义如下&br&&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-284e30ee2dd41ebbf37fde_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&196& data-rawheight=&64& class=&content_image& width=&196&&&/figure&&p&定义一个系数向量?&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-abc35ef9c2e_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&236& data-rawheight=&67& class=&content_image& width=&236&&&/figure&&p&?称为影响向量，表示的是在基础上应用单位静态位移引起各质量单元的位移。&/p&&p&对于第i阶模态，其模态参与因子Гi定义如下&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-299ff79d103ffee6be80d365de907520_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&225& data-rawheight=&89& class=&content_image& width=&225&&&/figure&&p&因而，对于第i阶模态，其模态有效质量meff,i定义如下&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-4a1c13bc6a427accf05a406_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&261& data-rawheight=&100& class=&content_image& width=&261&&&/figure&&p&由以上定义可知，每一阶模态的广义质量和有效质量都是不相同的，每阶模态都有自己的有效质量，且每阶模态的有效质量都小于结构的总质量。所有模态的有效质量之和等于结构的总质量，通过模态有效质量可以判定各阶模态的“重要性”：模态有效质量越大，越重要。&/p&&p&&br&&/p&&p&考虑如图1所示的悬臂梁结构的横向弯曲振动，悬臂梁长度为L，单位长度上的质量为ρ，弹性模量为E，横截面积为A。根据以上理论，可以得到如表1所示的悬臂梁的前四阶模态固有频率、参与因子和模态有效质量。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-e404e39ee0da6a5cfba804_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&387& data-rawheight=&162& class=&content_image& width=&387&&&/figure&&p&图1 悬臂梁 &/p&&p&&br&&/p&&p&&b&表1 悬臂梁横向前四阶模态相关参数&/b&&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-b0acddbc8f063e1467bfe8_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&521& data-rawheight=&314& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&521& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-b0acddbc8f063e1467bfe8_r.jpg&&&/figure&&p&从表1中可以看出，模态阶数越低，模态有效质量越大，因而，越低阶模态越重要，越容易被外界激励起来。前四阶模态有效质量之和为0.8992ρL，占结构总质量的89.92%，因此，对于这个结构而言，如果关心横向弯曲振动，提取前四阶模态已足够。&/p&&p&&br&&/p&&p&我们再来考虑图1所示悬臂梁的纵向振动，假设在自由端作用一个常力P，在t=0时刻突然释放，根据振动理论，其自由端的运动方程为&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-45faff6c0e1e60c71a79accf_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&395& data-rawheight=&105& class=&content_image& width=&395&&&/figure&&p&其中，&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-862e58f7a89be4c1e46cfa8baa52c00e_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&238& data-rawheight=&80& class=&content_image& width=&238&&&/figure&&p&为悬臂梁纵向的第1阶固有频率。对于第k阶模态而言，其响应因子为1/(2k-1)2。因此，各阶模态的响应因子1/(2k-1)2随着阶数k的增大而减少。因此，响应因子越大，响应越大，这阶模态越重要。将各阶模态响应按响应因子来表征其重要性，如图2所示。从图中可以看出，阶数越低，响应越大，越重要。而其他结构的响应也具有这样的普遍性：阶数越低，响应越大，越重要，所以工程上一般仅关心低阶模态或固有频率。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-bd03bf5ad65a288282fef8_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&592& data-rawheight=&348& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&592& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-bd03bf5ad65a288282fef8_r.jpg&&&/figure&&p&图2 悬臂梁纵向振动响应各阶的重要性&/p&&p&&br&&/p&&p&参考：EFFECTIVE MODAL MASS & MODAL PARTICIPATION FACTORS，Tom Irvine&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&觉得不错，请点赞！&/b&&/p&&p&END&/p&&p&扩展阅读&/p&&p&1.&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//mp.weixin.qq.com/s%3F__biz%3DMzI5NTM0MTQwNA%3D%3D%26mid%3D%26idx%3D1%26sn%3D6f90fe53c633c23fdb139%26chksm%3Decdceaec719c8c673d41de7c3c1e601dcc2d62%26scene%3D21%23wechat_redirect& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&喜讯|模态空间要出书啦！&/a& &/p&&p&2.&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//mp.weixin.qq.com/s%3F__biz%3DMzI5NTM0MTQwNA%3D%3D%26mid%3D%26idx%3D1%26sn%3Dac4eecb2689bfabaa2be4%26chksm%3Dec54598bdb23d09d7fde2d82ba77beb3e0d27b2f5ac8aabb7d871a74e7d10b0a032c5bc977ea%26scene%3D21%23wechat_redirect& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&什么是固有频率？&/a& &/p&&p&3.&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//mp.weixin.qq.com/s%3F__biz%3DMzI5NTM0MTQwNA%3D%3D%26mid%3D%26idx%3D1%26sn%3Df9298aeb7e4b%26chksm%3Dec545ac8db23d3dea2fef029ed2ccc6a2b261c80ef36fde6ba16c2d%26scene%3D21%23wechat_redirect& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&什么是模态分析？(上)&/a&&/p&&p&4.&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//mp.weixin.qq.com/s%3F__biz%3DMzI5NTM0MTQwNA%3D%3D%26mid%3D%26idx%3D1%26sn%3D3a181c7362%26chksm%3Dec545acfdb23d3dd658c05a4f569c9b3a738f5affdfb2f9a0a7b0b8c%26scene%3D21%23wechat_redirect& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&什么是模态分析？(下)&/a&&/p&&p&5.&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//mp.weixin.qq.com/s%3F__biz%3DMzI5NTM0MTQwNA%3D%3D%26mid%3D%26idx%3D1%26sn%3D1d0e37effc170d78d0ea%26scene%3D21%23wechat_redirect& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&什么是频响函数FRF（一）？&/a& &/p&&p&6.&a href=&http://link.zhihu.com/?target=http%3A//mp.weixin.qq.com/s%3F__biz%3DMzI5NTM0MTQwNA%3D%3D%26mid%3D%26idx%3D1%26sn%3D6f65f0ccb83baa372200%26scene%3D21%23wechat_redirect& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&什么是频响函数FRF（二）？&/a&&/p&
通过之前的文章《》，我们已经明白一个自由度对应一阶模态或固有频率，由于现实世界中的结构多半为弹性体（或称为连续体），因此，结构存在无穷多阶模态或固有频率。既然结构存在无穷多阶模态或固有频率，为什么实际测量或分析时我们只关心…
&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-51efe70ed8693ebb9219d57_b.jpg& data-rawwidth=&748& data-rawheight=&562& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&748& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-51efe70ed8693ebb9219d57_r.jpg&&&/figure&&b&《被收录到发现栏了，上知乎日报了》&/b&&br&&br&&br&谢谢编辑的推荐和各位看官们！&br&&br&前几天的文章呼吁大家不要盲目崇拜绞牙避震，今天，我们终于有时间来好好聊聊绞牙避震器到底是何方神圣。以及有哪些必须懂的知识！&br&&br&&b&（文章可能会很长，衷心的希望你一定要坚持通篇看完。这一篇全盘干货。）&/b&&br&&br&绞牙避震-Height. Adjustable. Dampe&br&源自赛车技术，指有可调(弹簧)高度设计的减震器。&br&&br&非常多改装了绞牙避震的车主普遍都会觉得避震变“硬”，对不同品牌避震的认识就是“有点硬”、“比较硬”、“很硬”，（变态硬）ps这个可能是避震油漏光了。。。&br&仿佛汽车操控性和舒适性是成反比关系：越低的车身高度、越硬的避震设定，汽车性能越高而舒适性便越低。挑选绞牙避震时往往在避震器所提供的“硬”度和价格之间取舍，来达到提高汽车操控性的目的。但其实这是不对的避震越硬、车身高度越低、舒适性越差，操控性能就越高吗？&br&从理论上来说，越硬的避震反而会丧失避震器吸能的作用，在高速过弯时会导致对角轮胎离地。&br&&br&包括安装了绞牙避震的车主，都可能会存在的误区-弹簧座往上调，弹簧越硬，往下调，弹簧越软。这句话其实并不准确。因为与绞牙避震所搭配的大多都是直卷式弹簧，它的K数是不会发生变化的，K数不变硬度也就不变。当你把弹簧座往上调节时，弹簧长度是没有发生改变的，变化的是活塞杆外露部分的长度（即是避震筒身上端与塔顶的长度），为什么会感觉变硬了呢？答案是阻尼增大了，简单的理解就是，活塞杆外露长度增加，阻尼增大，减少亦反之。&br&阻尼太大会阻碍弹簧的压缩与伸展，降低避震的灵敏度，过于颠簸。阻尼太小又无法抑制弹簧的多余震动，所以在对避震机阻尼调教前选择一个K数与之匹配的弹簧至关重要。&br&&br&科普到此为止，下面我们聊聊几个主流的高端绞牙避震的表现。&br&&br&&br&B16?&br&B16为Bilstein旗下的绞牙避震，其实我更乐意称之为半绞牙，因为设计的关系，调节避震的高低（调节弹簧）会影响到弹簧的阻尼，从而改变驾驶感受，这点比较麻烦，很多朋友也会有很大的误区，因为这有个很逗比的事情。&br&就是说呢，车身调节的越低，阻尼越软，车身调节的越高，阻尼越硬。特别是当你调到一个比较高的位置的时候弹簧已经凌驾于避震筒阻尼之上了，就会有非常强的颠跳感。&figure&&img data-rawwidth=&500& data-rawheight=&500& src=&https://pic4.zhimg.com/v2-3c0c0e1e6e9cc091cf69_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-3c0c0e1e6e9cc091cf69_r.jpg&&&/figure&&br&&br&B16有分好几个版本，主要是普通版本，电调版本，还有一个手机模块的。我使用过2种，一种是普通的，一种是电调的。手机模块那个没试过，应该类似于普通版本 只是调教起来方便一些。?&br&&br&下面我就来分析一下 电调版本和普通版本的区别，优点和缺点。&br&普通版本B16，10段阻尼可以调节，单只避震筒，另外可以根据弹簧高低来进行微调，弹簧会比较明显改变车辆的驾驶感受，简单来说，半指，1指，1指半，出来的感觉基本都不一样。&br&我建议直接选1指到1指半的高度，固定好后直接通过阻尼调教进行试车，选到自己最满意的阻尼。调节起来相对简单。&br&&br&但是这个版本说真的可能适合大部分人不适合我，因为是这样的，电调不是说可以在1~10之间进行调节，电调只有2个模式，普通和运动，而且我觉得这2个模式下，如果按照1~10分配阻尼，他绝对不是1和10 最多也就3和7，那么造成一个而很严重的问题就是，我觉得7太软了 ，阻尼不够，撑不住我的机头。贝思登的优点真心就是耐操，避震里他真的算最不容易坏的了。&br&&br&想车身紧绷绷的用普通版本 如果只是想降低车身 偶尔爽爽 比如地面用普通模式，高架或者高速用运动模式，就选电调。&br&&figure&&img data-rawwidth=&500& data-rawheight=&500& src=&https://pic4.zhimg.com/v2-6160bdb211f55fdf7eb7d7992eacc1c5_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-6160bdb211f55fdf7eb7d7992eacc1c5_r.jpg&&&/figure&&br&KW 篇&br&&br&KW 旗下的避震运动性上我个人觉得要高过贝思登，KW也是目前我觉得在底盘上最为灵活的避震品牌。缺点么就是复杂的东西容易坏，容易漏油，价格也挺贵的。不过我个人一定是喜欢这种品牌的，所以我也是选择了KW旗下的一款避震。&br&大家耳熟能详的其实都是KW V3 其实KW有很多避震的，可以应对各种不同的需要&br&有V1 V2 V3 SC CS等等等 很多种，功能什么的都不一样。?&br&其实V1和V2是比较中间的产物，区别就是一个可以调节阻尼一个不可以，但是高低都可以调节，算是一个比较不错的选择。&br&&br&我们常见的和一直在使用的是V3，很多车友觉得V3难调，太麻烦，怕自己当地改装店水平不行调不好浪费了一套好的避震。&br&大部分人觉得V3难调的很大一个原因就是他多出了一个阻尼调教，有回弹阻尼和压缩阻尼2个调节，很多人就被这个搞晕了，调来调去，拧上面拧下面拧的手上皮都破了都没拧到合适自己的位置，哈哈哈。&br&&b&其实不难调，主要是理解上的问题，我只跟你说2个概念，上面调的是避震的压缩阻尼，我们就直接管他叫上面，这个直接影响避震器的侧向支撑，&u&一般上来先调个中等，然后再根据自己需要来进行加减，但是记住所有绞牙避震调节都要先把阻尼跳到最大再往回去拧，这是常识，一定要注意。?&/u&&br&然后我们说下面，下面是回弹阻尼，其实这个东西你可以这样理解，路面越平，这个调越高，路面如果起伏不平，这个就调低，这个阻尼的最大用处个人感觉就是让轮胎更加的抓地，不至于让车那么跳。让避震有更快的动作让轮胎更服地。越是高级的避震越不是一味的追求硬，而是追求韧性，避震的最终目的就是要让轮胎不论何时都要紧紧的贴服地面，这里面就涉及到了压缩时的程度，回弹时的速度，还有倾角的影响，正规的改装厂都有自己的一套计算公式，但最终目的都是要让轮胎能紧贴地面。越高端的避震，它的调教逻辑越清晰，有迹可循。它调节项目多，但不乱。（台湾的某xx绞牙避震跟x一样，严重建议不要浪费钱，虽然便宜，但一点用没有。）&/b&&br&&br&V3算是比较适合走街的一款避震，在直线已经变道过程中表现的不错，回弹阻尼比较细腻。属于我比较推荐的街道避震。&br&&br&有一点一定要注意，就是配套的弹簧一定一定要确认好，一些商家以低配充高配。 导致一些车友后桥负数 根本撑不起来。&figure&&img data-rawwidth=&620& data-rawheight=&787& src=&https://pic3.zhimg.com/v2-c1db3e130ccfd_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&620& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-c1db3e130ccfd_r.jpg&&&/figure&&br&&br&KW旗下还有一个另类，那就是非常极端操控爱好者的KW CS（ClubSport）&br&CS非常的极端，外挂气瓶，可调节前轮倾角的塔顶，不拆轮前提下可以调节所有阻尼。&br&&br&CS价格昂贵，2万+的售价让大部分人望而却步，但是是一款真正让底盘直接变了样的产品。&br&&br&配合防倾杆，HARDRACE拉杆 摆臂 可以完美的调教出赛车化的底盘，可以胜任任何赛道以及山路。&br&&br&这套避震的反应非常快，当侧向受压后外挂气瓶会立马对车身做出修正，个人觉得牛逼的是带可调倾角的塔顶，（虽然带倾角调的很多，但这个型号本身的性能就非常好，属于如虎添翼的。）我有一套个人数据，需要的私信我，这套数据几乎可以把任何变道弧线和弯道走的各种顺，让你觉得完全变了一台车。。&br&&br&&figure&&img data-rawwidth=&750& data-rawheight=&663& src=&https://pic4.zhimg.com/v2-4a225ce52ce2b5ba21b73d9e9f96868f_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&750& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-4a225ce52ce2b5ba21b73d9e9f96868f_r.jpg&&&/figure&&br&&br&&br&Ohlins&br&OHLINS 怎么说呢，的确是非常好的避震，价格也非常贵，ohlins的特点就是他是真正的绞牙避震，就是调节高度和弹簧是分开的，就是说调节高低不会和软硬挂钩，ohlins的特点是对道路颠簸过滤非常的强，滤震反应非常快，&br&?是街道避震中的上上品，驾驶品质很高，缺点么就不如KW的CS这么极端，不能调节倾角，同价位的型号运动性能上略输CS。但他们家独有的DFV双流量阀技术确实很屌。在超高速的流动情况下，油能够直接通过中间橘黄色的也就是所谓的DFV阀体直接通过，并且压缩和回弹时的流动路线不同。所以，通过这三种不同的流通方式，能够使得避震有更加迅速的反应，使车辆能够永远轮胎和地面的接触。当然OHLINS不仅仅这一个技术，所有使用油的物体，在高速来回的活塞运动中都会变热，油一旦变热了，油的体积就会变化，阻尼就会变化，车子在路上的驾驶感受就会受到影响。虽然我们不熊阻止热量的产生，但是ohlins有方法对付它，他使用了一个叫做热膨胀倒流阀的设计，在油温升高能通过阀门开闭的大小保持通过阀门避震油流量相同，从而确保避震阻尼的稳定！这个在普通的日常驾驶中可能感觉不到，但是在比如赛道的激烈驾驶下，你会感觉很明显，即使开了多少圈，你的避震永远那么坚挺，不会衰减！&br&&br&&figure&&img data-rawwidth=&750& data-rawheight=&750& src=&https://pic2.zhimg.com/v2-6a47f26c735facbdd76dafb_b.jpg& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&750& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-6a47f26c735facbdd76dafb_r.jpg&&&/figure&&br&&br&&br&下面是纯技术的文章，可能会有点枯燥，希望你们能详细看完！&br&&br&绞牙避震的调教是一项很复杂的工程，对于街车改装来说，买回来一辈子都调不了几次的绞牙避震，牺牲了舒适性和通过性只是换来更低的车身高度。同时由于安装和调试的问题不但对操控性没有提升，相反还会让车变得更不抓地（不是避震越硬侧倾越小就越抓地），即便是顶级的KW——4WAY竞赛专用避震系统如果不经过精密的调教也会是同样的后果。但是，多数改装车主都忽略了这个问题。导致了很多对绞牙避震的误解。&br&全长式绞牙避震调节车高最好就是通过筒身调节，因为筒身调节不会影响到预设的避震机行程，就不需要再对阻尼进行调整。&br&阻尼调节是以格数来记，例如一条避震机它是10段阻尼可调，每格阻尼系数约为可变化阻尼最大最小值差值的10%左右，其他8段、16段、32段等的以此类推，每格阻尼系数为最大最小阻尼差值的百分之几的调整。可调阻尼级数只是表示有几段阻尼可调，并不是说可调段数越多，其避震的可调阻尼范围就越大。可调阻尼范围由是避震机本身决定的，而不是可调级数决定的。&br&&b&下面画重点了~~~&/b&&br&&b&&br&在安装绞牙避震之前，首先要对避震器进行预压。（千万不要用风炮打塔顶，求你们了，各位同行们！！）这主要是防止车辆驶入凹坑时，避震伸长而可能导致的弹簧离托现象，继而产生异响、车辆上下晃动。由于在绞牙避震上弹簧的长度是可以进行调整的，所以弹簧预压是有必要的，但是不能预压太多，当预压太多时就会出现避震弹簧行程过短，导致其失去了本身的弹性。弹簧太松也是不能的，如果太松，就会出现避震桶与弹簧并非一起作动，这样的话就会出现由于弹簧无法起作用而使避震很容易到底的问题。&/b&&br&&br&&b&那预压多少才适合？一般会以弹簧长度来表现预压的程度，例如原本10CM的弹簧预压后变成8CM，就表现出2CM之差。建议不同K的弹簧，用不同的预压程度，比如7K或以下压后缩短5-7mm，8K或以上则3-5mm供参考。如前所说，当确定大概预压后，车身高低通过调整筒身长度即可达到目的。再次重申一遍，&/b&&b&记住所有绞牙避震调节都要先把阻尼跳到最大再往回去拧，这是常识，一定要注意。?&/b&&br&&br&&p&&b&第一次装车，只可以将阻尼值大致的调整，经过一个星期左右的磨合才可以对避震阻尼进行微调，那样子才可以保证调整的准确性。调整开始前，应先把阻尼值调到最大位置，然后根据行车路况与驾驶风格向S（软）方向调整。&/b&在实际调整过程中该如何检查阻尼的设置呢？对于前避震，把车子加速至40km/h，然后采取制动（中等刹车力度），刹停时不要抬起刹车踏板，观察车头的动作，状况1:车头即时回复至正常位置且无来回震动，说明这时的阻尼已经达到临界阻尼，阻尼值拉的住弹簧，这时只需要回去将阻尼值往S（软）方向调小10-15%的阻尼即可（根据避震机可调阻尼不同，每格的阻尼系数也不同，具体请参照避震机调节说明书）。状况2：车头抬起超过正常位置后再落下才停止，这就是阻尼过小的表现，需要往H（硬）的方向调整，直到出现状况1之后，再往S（软）方向调小10-15%阻尼。&/p&&p&对于后避震，调教相对简单，只需将阻尼调到中间值，把车尾用力往下压（反复动作），最后一次在下压最低端迅速放开，观察尾部的动作，一直调整到没有起伏动作为止，剩下的就是试车调整了，找一段颠簸频率高的路段测试，如果避震机反应迅速，轮胎的贴地性好，滤震效果好，乘坐的冲击感适中的话，就算基本完成了。&/p&&p&而关于一些后轮的绞牙避震是机簧分离的，如果需要调节高度，可以看下这里，避震器高度需要首先调节好弹簧下座的高度，因为弹簧下座的高度直接影响到车身的高度，而避震机上的螺纹仅用于使避震机处于最佳自由行程范围内，与车身高度并无直接联系。一般产品在配对车型之后已经将避震调整到适合车辆直接安装的高度，在安装之前仅需对弹簧进行预压（一般为两毫米），同时对比一下左右避震器的长度是否相等。如果两根避震器长度以及弹簧座高度不相同，需要将两者调制相同高度后才可安装。&/p&&br&另外要注意的是，车身高度降低会导致车辆悬挂几何的变化，例如主销后倾、主销内倾、束角，以及摇臂、方向拉杆的初始角度等等，这样的改变会使车辆的行驶特性发生改变，而这种改变未必一定是正面的。例如轮胎接地角度变化会导致轮胎偏磨，注销后倾、束角变化会引起直行和转向稳定性的变化，摇臂角度改变会改变悬挂的侧倾翻滚中心高度，令转向特性改变。因此，如果车身高度改变过大的话，建议一并改用可调整长度的摇臂、连杆等等，或者加装特制的垫块以及偏心悬挂衬套，以修正不良的参数改变。然后再通过四轮定位做详细的调整。&br&&br&改装避震器时不要盲目地去降低车身高度，应该根据实际情况，而许多改装避震器的说明书上都有给出一个车身高度的调整值。这是一个折中的数值，可以根据需求再做具体的调整！&br&&br&&p&&b&要改装。请咨询专业的改装店。他们可以为你提供一些问题的解答。一家成熟的改装厂会告诉你为什么要这样改。也请尊重为你搭配改装方案的师傅！虽然他只告诉你，就要收你钱，但能让你少花很多钱。而不是靠你在淘宝上被各种当傻子。再重申一遍，一定要知道自己想要什么。不然你只会重复的花冤枉钱！&/b&&/p&&p&&b&用车问题的可以私信我，知无不言。。改装计划的请值乎提问，经验也是财富。&/b&&/p&&br&&br&&p&&b&&u&你们别光收藏啊，点赞一个呗。也算对分享的人一个小小的肯定嘛！&/u&&/b&&br&&/p&&br&由于前文《踢爆坑爹的某宝改装件》一文中喷了某宝上很多骗钱的东西，坑爹的所谓改装件，被利益相关者追着我狂喷，出言不逊，更是人身攻击要我删除相关内容，白话就是：我挡人家财路了。但我偏偏就不删，这样坑钱的货难道我连指责的权利都没有？
所以，抱歉了各位，我关评论了，免得碍眼。各位如果有用车的相关问题可以私信我，知无不言，改装件的搭配问题可以到我值乎提问。谢谢你们的支持！ &br&&br&&br&&b&还是那句话，改装是一个系统的工程，你首先得知道自己要什么。别人才能帮你。有个大概的预计，然后围绕着它实现。这并不代表要一下子改完，可以搭配出一个整体方案，然后慢慢改，一方面省钱，一方面也少走弯路。有需要改装方案的朋友可以私信我。&/b&&br&&br&&br&&br&&b&谢谢赞赏我文章的朋友们。虽然钱不多，但对我来说意义很大，原来分享知识是可以得到回报的。谢谢那几位知友。&/b&&br&&br&&br&&p&&b&有兴趣可以关注我，不定期出一些经验和心得，码字不易，记得点赞，打赏就不强求了，看各位的心情，哈哈。 &br&以上仅代表我个人观点以及一点点小建议，不代表完全正确。谢谢夜煞枫哥提供的资料，和改网的资料提供。图片来自网络，图侵删！&/b&&/p&&p&&br&除非作者授权转载，否则禁止一切形式的转载。&/p&
《被收录到发现栏了，上知乎日报了》 谢谢编辑的推荐和各位看官们！ 前几天的文章呼吁大家不要盲目崇拜绞牙避震，今天，我们终于有时间来好好聊聊绞牙避震器到底是何方神圣。以及有哪些必须懂的知识！ （文章可能会很长，衷心的希望你一定要坚持通篇看完。…
&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-4fc32afcf80abcd9b325fac_b.jpg& data-rawwidth=&491& data-rawheight=&586& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&491& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-4fc32afcf80abcd9b325fac_r.jpg&&&/figure&&p&&b&赛车科技发展史就是轮胎抓地力的发展史&/b&&/p&&p&想要评价一项应用到赛车上的科技能不能算黑科技，那我们就要看这项科技在提升轮胎抓地力方面有多大能耐。此时引入了&b&安全机动范围（maneuver envelope）&/b&【这个怎么翻译比较好】，本来呢这个工具是用作描述飞行器的性能的，我们知道赛车与飞机在很多地方相似，所以这种工具也同样适用于描述赛车性能。三维图表的三个坐标轴分别代表速度，侧向加速度，纵向加速度，立体图形的表面代表了赛车性能的极限，赛车所有可能的&img src=&https://www.zhihu.com/equation?tex=v+& alt=&v & eeimg=&1&&&img src=&https://www.zhihu.com/equation?tex=%5Calpha+_%7B%5Cgamma+%7D+& alt=&\alpha _{\gamma } & eeimg=&1&&&img src=&https://www.zhihu.com/equation?tex=%5Calpha+_%7B%5Cchi++%7D+& alt=&\alpha _{\chi
} & eeimg=&1&&都包含在里面。&/p&&p&&b&为什么速度，侧向加速度，纵向加速度被选为描述赛车性能的参数呢？&/b&&/p&&p&因为速度、控制速度、控制方向是运动的基本要素。（物理上描述物体的运动需要速度和加速度，而侧向加速度和纵向加速度就是加速度的正交分解后的加速度分量）。&/p&&p&安全机动范围定义了在给定赛道上赛车的性能极限，赛车的性能被发挥多少，取决于赛车手能离边缘多近。任何时候都在极限范围内部，那就是没有完全发挥赛车的极限性能。但能否保持在机动范围边缘可不是赛车手一个人的锅，除去赛车手的技术与勇气之外，赛车的操纵稳定性同样重要。所以赛车的设计者和工程师不仅仅要能提供尽可能大的机动范围，还要能让赛车稳定行驶在机动边缘。&/p&&p&与车队努力的方向相反，方程式赛车中的各种规定的发展就是想办法来限制安全机动界限的范围来保证赛车手的安全，并且不让某一个车队的黑科技来产生垄断从而使赛车运动失去乐趣。&/p&&p&&b&安全机动极限长得像什么样&/b&&/p&&p&
在给定速度下的纵向加速度与侧向加速度的图像，就是典型的g-g图像。图1.1&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-b31aedbb8c7b49c7e520d7a_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-b31aedbb8c7b49c7e520d7a_r.jpg&&&/figure&&/p&&p&没有下压力的车辆，转向及制动不会被速度所影响，但加速度会随着速度增加而减小（简单的表示为F=P/v）。但如今的赛车基本都装备有空气学套件来产生下压力，所以制动、转向以及牵引力极限在机动极限图中尺寸就会相应变大，但加速度极限会因为速度的增加产生的空气阻力而变小。这就需要在赛车调校时权衡，有得必有失。&/p&&p&因此对于赛车，仅仅有g-g图像还不够，我们需要知道每个速度下对应的赛车性能图表。要做出这样的图表，我们首先要搞清楚g-g图像的形状是被什么所影响的，如何建立一套从目前已知的参数中（底盘、悬架、发动机、变速箱、制动、轮胎、空气动力学）求得相应的gg图像的办法。&/p&&p&图1.1中g-g图像是从理想化的摩擦力椭圆中（原文说的是椭圆，这个保留意见）提取出的一部分。为了计算四个轮子总的最大侧向力，我们首先要知道四个轮胎的垂直载荷，侧偏角，camber角，纵向力，然后计算出侧向力并累加起来。这时候就需要车辆模型来帮助我们了，例如Milliken Moment Method（MMM）中精细的底盘、轮胎、空气动力学、悬架、转向运动学及柔顺性特性，来计算给定速度下最大侧向加速度及纵向加速度。为了得到足够的点来画给定速度下的平滑曲线，需要计算至少30组数据&/p&&p&椭圆底部（加速度轴）被截断是因为两轮驱动赛车低速牵引力的限制【后轮驱动的赛车，其驱动力只能由后轮轮胎产生，相对于制动力可以由前后轮一起产生的减速加速度，加速加速度会受到限制】。如果功率没有限制的话，四轮驱动理论上将会拥有完全的椭圆。速度较高时，牵引力不再是限制因素，但椭圆底部仍然被切掉则是由于车轮的扭矩不够【此时发动机的功率成为短板】。&/p&&p&轮胎一般没有完美的附着力椭圆，其最大值特性随着垂直载荷和camber角的变化而改变。每个轮胎行驶的路面、camber角、侧偏角、差速器传递的驱动扭矩都不尽相同。所以，真正的形状并非像1.1那样的简单。赛车设计者必须理解曲线上每个点的限制因素，在这一点会具有怎么样的操纵稳定特性，以保证赛车性能最优平衡，可以使赛车手在那个点控制住赛车。一般在分析赛车模型时，会提供这种输出信息帮助赛车设计者进行判断。&/p&&p&所以在给定速度下，g-g图像是两坐标轴形式，其边缘代表了车辆性能极限，其所包围的区域是赛车都可以达到的性能。变化的速度带来了第三个坐标轴，g-g图像的边缘形成了曲面，即安全机动极限。如果要计算0-350kph（Vmax）下的安全机动界限，需要计算超过1000组数据。为了突出说明速度效应的作用，我们来看一下速度对Gmax的影响。&/p&&p&制动和转向呈现出相同的特性，四个轮胎上的垂直载荷随着速度的平方增加【下压力是随着速度的平方增加的】，但是轮胎附着力的增加并非随着垂直载荷线性增加的，如图。同样，无论是制动时候的纵向负载转移还是转向时候侧向负载转移，都会随着加速度的增加而增加。因此，Gmax可以被认为是空气动力，重心高度，前后轮距，wheelbase，悬架，防倾杆，悬架几何形状，底盘扭转刚度等参数的函数。图1.2&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-81be2eab46b_b.jpg& data-rawwidth=&3104& data-rawheight=&1912& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3104& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-81be2eab46b_r.jpg&&&/figure&图1.3阐明了最大加速度下的速度效应，呈现出两个不同的部分，最大加速度随着速度的增加，因为此时不仅随着速度增加下压力增大，而且随着加速度的增加，负载转移到后轮，使得驱动力增加。四轮驱动仅仅被下压力所影响。前轮驱动的车辆则会因为加速时的负载转移产生驱动力下降的现象。当可用的抓地力大于车轮上可用的扭矩的时候，加速度会随着速度的增加减小到0，因为空气阻力随着速度的平方增加，车轮上的扭矩随着速度的增大而减小，这部分的曲线形状不会很平缓。因为车轮可用扭矩是根据发动机扭矩曲线变化的，而发动机扭矩曲线则被齿轮比分割，而合适的齿轮比由速度确定。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-b967a6aa5c2c6cbdfd1362b_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-b967a6aa5c2c6cbdfd1362b_r.jpg&&&/figure&&br&&p&高速下的gg图像，加速度被功发动机率限制，会呈现出这样的图像。图1.4&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-f67e23e073b4cead23243_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2160& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-f67e23e073b4cead23243_r.jpg&&&/figure&&/p&&p&加速度极限不再是固定值，因为功率消耗在克服转向力上面。例如formula 1赛车240kph转弯，仅仅克服轮胎在侧偏角下的阻力就要消耗125马力。这种特征在印地赛车及NASCAR比赛中非常明显，其中最牛逼的赛车手跑完一圈都不需要松油门，当赛车进入弯道速度会降下来，当出弯时转向力减小时速度又会增加。&/p&&p&高速下四个轮胎完全的制动极限非常高，赛车的制动系统功率如果不能达到，或是赛车手的肌肉不能适应这种情况，那么制动虚线就会出现。1993年制动助力出现时，最高制动g值从4g升高至5g。&/p&&p&把所有速度下的g-g图表放在一起进行处理，出现z轴速度轴，产生一个三维立体。图1.5&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-94dfc50fa9a88be5346d_b.jpg& data-rawwidth=&2292& data-rawheight=&3264& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2292& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-94dfc50fa9a88be5346d_r.jpg&&&/figure&&/p&&p&这就是F1赛车性能极限图。这不是一个静态图像，它会随着环境的变化而改变，例如风、温度、赛道表面都会对形状和大小产生影响。比如当突然下雨时，很多赛车手就会发现纵向和侧向加速度的尺寸会减半。纬度和温度差异会造成20%的空气密度差异，这将会损失20%的下压力。功率和阻力同样会减小20%，因此加速度也会下降，但最高速度不受影响。那么g-g-V图像就会缩小20%，但高度不会变化。&/p&&p&赛车手的任务就是尽量控制赛车的性能接近ggv图像的表面。在接近弯道时，极限刹车，速度下降，此时必须稍微抬起一点制动踏板，以避免锁死【速度下降以后，轮胎能提供的制动力极限也会下降，此时必须稍微抬一点点制动踏板】。例如1.6中的A到B点。&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-9d451db4d2e_b.jpg& data-rawwidth=&1908& data-rawheight=&3192& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1908& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-9d451db4d2e_r.jpg&&&/figure&&/p&&p&然后在某一点入弯，（B到C）保持制动与转向能尽可能的利用抓地力，此时的抓地力是随着速度减小而减小的。这个区域是能区分出赛车性能的地方，同时也是能区分出赛车手的水平的地方。不稳定的赛车，在赛车手准备把车子带到图表的极限时，会明显的吃力。但如果调校非常的理想，行驶在极限边缘就会得心应手。图1.7展示了F1赛车真正的gg图像&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-bfade9bde96afed_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-bfade9bde96afed_r.jpg&&&/figure&&/p&&p&稳态转向（从D到E），比较容易能控制赛车在机动极限的边缘。但弯道后期需要加速时（E到F），这样转向力就会稍微减小，纵向力增大，此时需要用方向盘和油门来持续探索极限边缘，踩油门踏板的同时控制转向半径稍微增大。后轮驱动的赛车在弯道加速时呈现不稳定状态【此时负载转移会让前轮抓地力减小】，但相对还是比较容易控制。回到直线赛道以后地板油、快速换挡可以让赛车从F到A。&/p&&p&速度加速度制动转向最大值【三个轴的截距】，基本上被发动机功率，制动功率，重量，下压力，空气阻力，轮胎所决定。而这些都是被FIA的规定所限制死了的，所有车辆轮胎相同，制动和重量基本上一样，基本上性能就是发动机和空气动力学的函数。两个车队如果拥有一样的发动机，在空气动力学开发和测试上投入差不多的话，那么两个车队唯一能在g-g-V图像上有差别的，就是操纵稳定性了。操纵稳定性的好坏是制动与转向、加速与转向能否在赛车性能极限边缘顺利过渡的关键。&/p&&p&技术限制经常也用来限制赛车手辅助系统，这些系统并不能直接扩大g-g-V图像的尺寸，但是可以帮助车手控制车辆在其边缘游走。&/p&&p&经常用到一个类比：飞机的升力与俯仰轴，和赛车的侧向力与偏航轴。但是两者之间有一个方面是完全不同的。在飞机上控制俯仰的装置并不产生升力，所以即使飞机达到升力极限时，俯仰装置依然能发挥作用，控制飞机的飞行方向。&/p&&p&但车辆的侧向力是前后轮胎一起产生的，操纵稳定性也需要前后轮胎进行控制，当达到轮胎极限时，车辆就会濒临失控，所以车辆在g-g-V边缘时实际上就是一种失控边缘的状态。&/p&&br&&p&&b&赛车就是游走在失控边缘的艺术&/b&&/p&&p&操纵稳定性只是帮助赛车手走这根钢丝，而能不能走完这根钢丝则要看赛车手的水平。所以赛车是一项人类体育运动，这也就是为什么F1可以与奥运会、世界杯，并称为全球三大鼎级体育赛事。&/p&
赛车科技发展史就是轮胎抓地力的发展史想要评价一项应用到赛车上的科技能不能算黑科技，那我们就要看这项科技在提升轮胎抓地力方面有多大能耐。此时引入了安全机动范围（maneuver envelope）【这个怎么翻译比较好】，本来呢这个工具是用作描述飞行器的性能…
你如果沉得下心来，看一遍优酷上流沙FSI做的ICEM教程视频，看完就会了。很多时候没学会是因为沉不下心来，连视频都跳着看，把关键步骤给跳过去了。不仔细看视频的话自己练的时候少了一步，然后就懵逼了。看直播的时候你也分不清摁没摁F9，左键，中键呀。。&br&&br&而且一定要自己挑一个简单的外形试试看，很多时候实践了才发现自己哪里忘记了。犯几次错}
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