深入解读簧下一公斤簧上十公斤对吗?
建筑法实施细则-大学生贫困生申请书
深入解读:簧下一公斤簧上十公斤对吗?
轻量化,一个在汽车行业
中越来越频繁出现的词语。因
为汽车本身是一个各种运动部件的集合,轻量化工程带给了
汽车产
品诸多益处,所以无论是整车厂,还是后市场,轻量
化都成为了提升产品卖点和提高售价的重要词条。将
汽车车
身的制造材料由钢铁变更为铝合金或者碳纤维复合材料,在
不损失刚性和安全性能的同时
,减轻重量,这是车身的轻量
化工程。使用更高阶的制造工艺来制造发动机内部的连杆、
活塞等
运动部件,让其在满足刚性的同时减轻运动惯量,传
统铸铁缸体被铝合金缸体替代,这都是发动机的轻量
化工
程。轻量化工程不仅仅是主机厂的事,而对于普通车主而言,
大大小小的轻量化的改装依然
具有实际的意义。如更换各种
改装品牌提供的轻量化轮圈恐怕是实现难度最低的轻量化
工程。作
为汽车改装的基础项目,簧下部件的轻量化意义究
竟在哪?簧下减重一公斤等于车身减重十公斤的说法正
确
吗?CarTech车技来谈谈。无论汽车有多复杂,车重都可以
被理解为两部分构成:簧载
质量+簧下质量=汽车总质量。簧
下质量(非簧载质量),是Unsprung
Weight的直译。簧下质
量指的就是除簧载质量以外的部分,簧载质量(Sprung
W
eight)好理解,意思就是汽车悬架系统支撑起的重量,也
就是车身、发动机、变速箱等等。Usp
rung weight则主要包
括轮圈、轮胎、刹车碟卡钳、避震器、弹簧、悬架的摆
臂、
传动半轴,如果是越野车或者卡车的整体桥结构,则还要加
上轮间差速器,主传动轴等部件
。简单理解,能和车轮一起
跳动的部件属于“簧下质量”,而只能和车身保持相对静止
的部件属
于“簧载质量”。要真正计算清楚一台车的簧下质
量和簧载质量是一件非常复杂的事情,因为有一些部件
并不
能简单计算为簧下质量或者簧载质量。计算精确的簧下质量
不仅需要考虑悬架形式,各悬架
零件的质心位置,各摆臂运
动的矢量方向,也需要借助高等数学作为工具来进行计算,
这里就不
做展开。根据前人的经验,得出了估算值:1.轮胎、
轮圈、刹车碟,这些部件通常可以等效为100%
的簧下质量。
2.传动半轴,悬架的上下摆臂,则可以粗略等效为50%的簧
下质量,当然这只
是近似计算,事实上传动半轴在接近轮组
的一侧,可以理解为趋近等效100%的簧下质量,而在接近<
br>车身的一侧,则趋近等效100%的簧载质量。3.对于机簧一体
式避震器而言,阻尼器和弹簧大
概能够等效36%的簧下质
量。虽然存在一定误差,但这是一个业内普遍认可的估算方
式。簧载
和簧下质量的比例对于一辆汽车的稳定性及操控性
有着重大的影响,这是汽车工程经过数十年的实战经验
所总
结得出的。簧载质量 (sprung weight)簧下质量(unsprung
weight) 的比值当然是愈大愈好。坊间传言:减轻1KG的簧
下质量的效能可以等同于
减轻10KG的簧上质量。我们没有
必要去深究这个传言是怎么计算出来的,但效果及影
响确实
大致如此。【全方位轻量化的MX-5】对于改装而言,肯定是
以簧下质量的轻量化效果
和性价比更高。所以轻量化工程先
要从100%计算为簧下质量的车轮开始比较合适。在车身上
减轻40kg,可能需要拆除一大堆东西才能达成,但对于簧下
质量而言,只需等效四个轮圈减重4KG
即可达到相同的效
果,即每个轮圈减轻一公斤即可,真有这么神奇?簧下质量
的轻量化带来的益
处,主要能够体现在以下几个方面:一.
加速性能的提升更换轻量化轮组首先换取加速性能的提升,这是容易想到的,也是很多朋友更换友轻量化轮圈的最大原
因。更轻的轮圈就跟人换上了更轻的跑鞋
一样,跑起来肯定
是更快了。汽车从静止到启动加速过程需要能量,而在单位
时间能够提供多大
的能量则是由发动机功率决定。功率越
大,单位时间内发动机提供的能量就越多,汽车加速就越快。轮圈轮胎就像一个飞轮,让轮胎从静止到转动起来也需要消
耗能量,轮胎越重,需要的能量也就越大
。而在发动机功率
一定的情况下,如果克服所轮胎转动消耗的能量越少,留给
汽车加速的能量就
越多。因此,轮组的重量减轻了,加速性
能得以提升。二.制动性能的提升一辆汽车的刹车性能是有上<
br>限的,制动能力由轮胎的抓地力,制动系统所能提供的最大
摩擦力和车辆重心等因素共同决定。轮
组从飞速旋转的状态
到完全静止,无疑需要通过刹车片和刹车碟的摩擦将机械能
转换热能,轻量化的轮组在旋转时就像更小的飞轮,所能存
储的机械能也相对较少,这样就从一方面减轻
了刹车系统的
负荷,能将更多的刹车效能留给车身的减速。为什么高性能
的刹车系统不仅会注重
提供更大的刹车性能和热稳定性,同
时也会更加注重轻量化,原因就在于此。三.操控性的提升轮
组及悬架摆臂的重量减轻了,惯性也就变小,上下的跳动也
将变得更加活跃,惰性变弱。遇到坑洼不平
的路面时悬架反
应相应就快了,轮胎能够更加贴伏地面,稳定性及操控性自
然就能上升。为什么
高性能跑车原厂就会使用轻质轮圈,并
且的悬架部件全部用铝合金制造,就是为了最大限度降低轮
组的惯性,当车辆在转向时悬架压缩和回弹会更加迅速,车
辆转向响应因此变得更加灵敏。当车辆行驶
在起伏不平的路
面时,较轻的簧下质量让悬架的上下移动速度提升,簧下质
量越小、需要改变做
动方向的时间就越短(响应速度提升)就
会造成对路面起伏的“跟踪“能力提升,悬架也会更主动的将轮胎压向地面,减少轮胎跳动离地的时间,这样的底盘表
现出非常受控,贴伏路面的可靠操控感。
四.舒适性的提升簧
载质量和簧下质量比值越大,车辆的舒适性就越出色。就像
高中物理中演示
动量守恒定律所使用的一根弹簧的两头分
别连接大球(簧载质量)和小球(簧下质量)的模型,力的作用是相对的,如果大球比小球重很多,小球的振动对大球
造成的影响就很轻微,反之,小球要是越
重,振动给大球带
来的影响就越明显。举个例子,如果一辆车的簧载质量较小
而
簧下质量相对较大,车辆行驶在颠簸路面的时候,弹簧和
减振筒就需要更长时间来吸收振动的能量,车身
上下晃动会
比较剧烈。在现实中也是一样,质量较大的豪华轿车,清一
色的使用簧下质量较小的
独立悬架,并采用全铝打造悬架的
摆臂,就是为了更多的提升簧载质量和簧下质量的比值,以
减
弱簧下质量在不平路面跳动时对车身的影响,让车身更加
平稳。而对于舒适性较差的微型车,往往车身重
量相对轻,
同时底盘的悬架采用了更重的钢制非独立悬架设计,这样簧
载质量和簧下质量的比值
相对较低,这样车身就会随着轮胎
的跳动也跟着上下晃动起来。所以小型车辆更换一套轻量化
的
轮组,对提升车辆舒适性也有一定帮助。在这个论点的支
持下,也就解释了为什么更多的越野车会放弃了
前后硬桥的
设定,因为前后硬桥结构除了公路性能不佳之外,其糟糕的
簧下质量表现(跟卡车一
样,车桥、差速器、传动轴都被计
算在内)也带给传统越野车相对现代高档SUV较差的舒适
性
表现,这就是妥协。五.经济性的提升簧下质量的减轻,带
来运动质量的降低,如果要获得和以前一样的
加速度,发动
机负荷将变得更小,不需要喷那么多汽油了,燃油经济性的
显然是提升的。六.逼
格的提升花费重金更换名厂出品的轻量
化轮圈等部件,不仅仅只是为了性能上的提升?这些制造精
良的部件比起原厂部件显然在观感上有所不同,车辆外形得
到加分,这也能够体现一个
车主的品味不是吗?话题回到题
目的疑问,簧下一公斤等于簧上十公斤,正确吗?其实这个
说法
本质上就是不准确的,簧下质量包括的零件太多,轮胎,
刹车碟,轮圈,悬架摆臂,传动轴,它们各自减
轻一公斤等
效的簧载质量的减少的效果肯定是有很大区别的,所以坊间
传言,因为其描述的不准
确,也仅仅只是传言而已。延伸阅
读------独立悬架和扭力梁悬架之争:【常见的后拖曳臂半独<
br>立悬架】记得曾经某台热门车将后轮独立悬架更换为了扭力
梁结构,引起消费者的针对这一减配的
强烈质疑,当时厂商
做出了一系列回应,甚至包括实际路试,力证独立多连杆悬
架和扭力梁悬架
之间的差别没有大家想象的那么大。但从簧
载质量和簧下质量大小与舒适性和操控性的关系来看,这样<
br>的改变一定会对操控性和舒适性产生负面的影响。【四连杆
后悬架】因为多连杆独立悬架的簧下质
量一定比扭力梁半独
立悬架的簧下质量更轻,簧载质量簧下质量的比值就会更
大,在舒适性和操
控性上就有着先天的优势。同时独立悬架
左右侧车轮的上下跳动不会相互受影响,对于操控和舒适性显然更有利。温馨提示:转载文章请加上CarTech车技二维
码,否则视为侵权。
深入解读:簧下一公斤簧上十公斤对吗?
轻量
化,一个在汽车行业中越来越频繁出现的词语。因
为汽车本身是一个各种运动部件的集合,轻量化工程带
给了
汽车产品诸多益处,所以无论是整车厂,还是后市场,轻量
化都成为了提升产品卖点和提高
售价的重要词条。将汽车车
身的制造材料由钢铁变更为铝合金或者碳纤维复合材料,在
不损失刚
性和安全性能的同时,减轻重量,这是车身的轻量
化工程。使用更高阶的制造工艺来制造发动机内部的连
杆、
活塞等运动部件,让其在满足刚性的同时减轻运动惯量,传
统铸铁缸体被铝合金缸体替代,
这都是发动机的轻量化工
程。轻量化工程不仅仅是主机厂的事,而对于普通车主而言,
大大小小
的轻量化的改装依然具有实际的意义。如更换各种
改装品牌提供的轻量化轮圈恐怕是实现难度最低的轻量
化
工程。作为汽车改装的基础项目,簧下部件的轻量化意义究
竟在哪?簧下减重一公斤等于车身
减重十公斤的说法正确
吗?CarTech车技来谈谈。无论汽车有多复杂,车重都可以
被理解
为两部分构成:簧载质量+簧下质量=汽车总质量。簧
下质量(非簧载质量),是Unsprung
Weight的直译。簧下质
量指的就是除簧载质量以外的部分,簧载质量(Sprung
W
eight)好理解,意思就是汽车悬架系统支撑起的重量,也
就是车身、发动机、变速箱等等。Usp
rung weight则主要包
括轮圈、轮胎、刹车碟卡钳、避震器、弹簧、悬架的摆
臂、
传动半轴,如果是越野车或者卡车的整体桥结构,则还要加
上轮间差速器,主传动轴等部件
。简单理解,能和车轮一起
跳动的部件属于“簧下质量”,而只能和车身保持相对静止
的部件属
于“簧载质量”。要真正计算清楚一台车的簧下质
量和簧载质量是一件非常复杂的事情,因为有一些部件
并不
能简单计算为簧下质量或者簧载质量。计算精确的簧下质量
不仅需要考虑悬架形式,各悬架
零件的质心位置,各摆臂运
动的矢量方向,也需要借助高等数学作为工具来进行计算,
这里就不
做展开。根据前人的经验,得出了估算值:1.轮胎、
轮圈、刹车碟,这些部件通常可以等效为100%
的簧下质量。
2.传动半轴,悬架的上下摆臂,则可以粗略等效为50%的簧
下质量,当然这只
是近似计算,事实上传动半轴在接近轮组
的一侧,可以理解为趋近等效100%的簧下质量,而在接近<
br>车身的一侧,则趋近等效100%的簧载质量。3.对于机簧一体
式避震器而言,阻尼器和弹簧大
概能够等效36%的簧下质
量。虽然存在一定误差,但这是一个业内普遍认可的估算方
式。簧载
和簧下质量的比例对于一辆汽车的稳定性及操控性
有着重大的影响,这是汽车工程经过数十年的实战经验
所总
结得出的。簧载质量 (sprung weight)簧下质量(unsprung
weight) 的比值当然是愈大愈好。坊间传言:减轻1KG的簧
下质量的效能可以等同于
减轻10KG的簧上质量。我们没有
必要去深究这个传言是怎么计算出来的,但效果及影
响确实
大致如此。【全方位轻量化的MX-5】对于改装而言,肯定是
以簧下质量的轻量化效果
和性价比更高。所以轻量化工程先
要从100%计算为簧下质量的车轮开始比较合适。在车身上
减轻40kg,可能需要拆除一大堆东西才能达成,但对于簧下
质量而言,只需等效四个轮圈减重4KG
即可达到相同的效
果,即每个轮圈减轻一公斤即可,真有这么神奇?簧下质量
的轻量化带来的益
处,主要能够体现在以下几个方面:一.
加速性能的提升更换轻量化轮组首先换取加速性能的提升,这是容易想到的,也是很多朋友更换友轻量化轮圈的最大原
因。更轻的轮圈就跟人换上了更轻的跑鞋
一样,跑起来肯定
是更快了。汽车从静止到启动加速过程需要能量,而在单位
时间能够提供多大
的能量则是由发动机功率决定。功率越
大,单位时间内发动机提供的能量就越多,汽车加速就越快。轮圈轮胎就像一个飞轮,让轮胎从静止到转动起来也需要消
耗能量,轮胎越重,需要的能量也就越大
。而在发动机功率
一定的情况下,如果克服所轮胎转动消耗的能量越少,留给
汽车加速的能量就
越多。因此,轮组的重量减轻了,加速性
能得以提升。二.制动性能的提升一辆汽车的刹车性能是有上<
br>限的,制动能力由轮胎的抓地力,制动系统所能提供的最大
摩擦力和车辆重心等因素共同决定。轮
组从飞速旋转的状态
到完全静止,无疑需要通过刹车片和刹车碟的摩擦将机械能
转换热能,轻量化的轮组在旋转时就像更小的飞轮,所能存
储的机械能也相对较少,这样就从一方面减轻
了刹车系统的
负荷,能将更多的刹车效能留给车身的减速。为什么高性能
的刹车系统不仅会注重
提供更大的刹车性能和热稳定性,同
时也会更加注重轻量化,原因就在于此。三.操控性的提升轮
组及悬架摆臂的重量减轻了,惯性也就变小,上下的跳动也
将变得更加活跃,惰性变弱。遇到坑洼不平
的路面时悬架反
应相应就快了,轮胎能够更加贴伏地面,稳定性及操控性自
然就能上升。为什么
高性能跑车原厂就会使用轻质轮圈,并
且的悬架部件全部用铝合金制造,就是为了最大限度降低轮
组的惯性,当车辆在转向时悬架压缩和回弹会更加迅速,车
辆转向响应因此变得更加灵敏。当车辆行驶
在起伏不平的路
面时,较轻的簧下质量让悬架的上下移动速度提升,簧下质
量越小、需要改变做
动方向的时间就越短(响应速度提升)就
会造成对路面起伏的“跟踪“能力提升,悬架也会更主动的将轮胎压向地面,减少轮胎跳动离地的时间,这样的底盘表
现出非常受控,贴伏路面的可靠操控感。
四.舒适性的提升簧
载质量和簧下质量比值越大,车辆的舒适性就越出色。就像
高中物理中演示
动量守恒定律所使用的一根弹簧的两头分
别连接大球(簧载质量)和小球(簧下质量)的模型,力的作用是相对的,如果大球比小球重很多,小球的振动对大球
造成的影响就很轻微,反之,小球要是越
重,振动给大球带
来的影响就越明显。举个例子,如果一辆车的簧载质量较小
而
簧下质量相对较大,车辆行驶在颠簸路面的时候,弹簧和
减振筒就需要更长时间来吸收振动的能量,车身
上下晃动会
比较剧烈。在现实中也是一样,质量较大的豪华轿车,清一
色的使用簧下质量较小的
独立悬架,并采用全铝打造悬架的
摆臂,就是为了更多的提升簧载质量和簧下质量的比值,以
减
弱簧下质量在不平路面跳动时对车身的影响,让车身更加
平稳。而对于舒适性较差的微型车,往往车身重
量相对轻,
同时底盘的悬架采用了更重的钢制非独立悬架设计,这样簧
载质量和簧下质量的比值
相对较低,这样车身就会随着轮胎
的跳动也跟着上下晃动起来。所以小型车辆更换一套轻量化
的
轮组,对提升车辆舒适性也有一定帮助。在这个论点的支
持下,也就解释了为什么更多的越野车会放弃了
前后硬桥的
设定,因为前后硬桥结构除了公路性能不佳之外,其糟糕的
簧下质量表现(跟卡车一
样,车桥、差速器、传动轴都被计
算在内)也带给传统越野车相对现代高档SUV较差的舒适
性
表现,这就是妥协。五.经济性的提升簧下质量的减轻,带
来运动质量的降低,如果要获得和以前一样的
加速度,发动
机负荷将变得更小,不需要喷那么多汽油了,燃油经济性的
显然是提升的。六.逼
格的提升花费重金更换名厂出品的轻量
化轮圈等部件,不仅仅只是为了性能上的提升?这些制造精
良的部件比起原厂部件显然在观感上有所不同,车辆外形得
到加分,这也能够体现一个
车主的品味不是吗?话题回到题
目的疑问,簧下一公斤等于簧上十公斤,正确吗?其实这个
说法
本质上就是不准确的,簧下质量包括的零件太多,轮胎,
刹车碟,轮圈,悬架摆臂,传动轴,它们各自减
轻一公斤等
效的簧载质量的减少的效果肯定是有很大区别的,所以坊间
传言,因为其描述的不准
确,也仅仅只是传言而已。延伸阅
读------独立悬架和扭力梁悬架之争:【常见的后拖曳臂半独<
br>立悬架】记得曾经某台热门车将后轮独立悬架更换为了扭力
梁结构,引起消费者的针对这一减配的
强烈质疑,当时厂商
做出了一系列回应,甚至包括实际路试,力证独立多连杆悬
架和扭力梁悬架
之间的差别没有大家想象的那么大。但从簧
载质量和簧下质量大小与舒适性和操控性的关系来看,这样<
br>的改变一定会对操控性和舒适性产生负面的影响。【四连杆
后悬架】因为多连杆独立悬架的簧下质
量一定比扭力梁半独
立悬架的簧下质量更轻,簧载质量簧下质量的比值就会更
大,在舒适性和操
控性上就有着先天的优势。同时独立悬架
左右侧车轮的上下跳动不会相互受影响,对于操控和舒适性显然更有利。温馨提示:转载文章请加上CarTech车技二维
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