赛车瞬态观调校札记(6)-动态(主销后倾角/内倾角、弹簧)

=动态=

-主销后倾角/主销内倾角-

主销后倾角

主销后倾角增大，可使转向过程中外侧轮获得更多负外倾角，内侧轮获得更多正外倾角，提高前轴转向时的外倾角增益与横向能力。

主销后倾角同时影响方向盘反馈与中高速时回正力，但不推荐为了回正力单独调节该参数。

主销后倾角通常倾向增加，但外倾角增益存在有效范围，并非越大越好。

过大的主销后倾角会增加转向阻力，改变方向输入特性，并可能影响前轴侧向力建立速度。

因此，主销后倾角应在获得有效外倾角增益的基础上，根据前轴响应、侧向力建立过程以及驾驶反馈进行选择。

方向盘反馈主要来自轮胎侧偏角、回正力以及转向几何共同作用。

主销后倾角改变的是驾驶者感知车辆横摆状态的反馈方式，而不是单独决定车辆转向特性。

较小主销后倾角会降低转向系统自稳定趋势，使方向输入对前轴响应影响更加明显，部分情况下可能提高瞬态横摆响应。

但这种瞬态响应并不应作为主要调节目标，通常应优先通过悬挂参数与前后轴能力调整获得。

较大主销后倾角使转向系统自稳定趋势增强，方向输入下前轴响应相对更平缓，前后轴侧向力建立关系可能发生变化，

从前后轴波形来看，部分情况下可表现为后轴横摆响应峰值相对降低；

较小主销后倾角则相反，前轴对方向输入更敏感，部分情况下可能使初期横摆响应增强。

主销内倾角

主销内倾角增大，可使转向过程中外侧轮产生更多正外倾变化，内侧轮产生更多负外倾变化。

主销内倾角主要影响转向几何、低速时回正力以及方向反馈，同时可能影响前轴侧向力建立特性。

但其对车辆整体动态的影响通常小于悬挂参数与前后轴能力分配，因此不推荐通过主销内倾角获得主要转向特性变化。

较小主销内倾角可能降低转向系统自稳定趋势，使瞬态响应更依赖驾驶输入，但通常不作为主要调校方向。

由于主销内倾角通常不提供独立调节，因此更多只能通过其他悬挂几何参数间接影响。

-弹簧-

弹簧在稳定横向运动状态下主要通过前后轴垂向刚度分配影响载荷转移特性，其作用逻辑与防倾杆存在一定相似性；

两者在稳态横向载荷转移中的具体差异已在防倾杆章节说明，本章不再重复展开。

弹簧对车辆动态影响更集中于俯仰变化过程，因此本章重点讨论其动态作用。

弹簧的工作范围通常分静态压缩量与动态变化量，

动态变化量又分主动操控分配量、运行状态压缩量、环境状态变化量。

静态压缩量                 车重、前后重量比、左右重量比、弹簧刚度等

                    ┌主动操控分配量 加速、减速、转向等

动态变化量 ┽运动状态压缩量 空气下压力等

                    └环境状态变化量 弹跳、落地、路面起伏等

相对起伏的路面通常需要降低弹簧刚度，提高轮胎随动能力，减少路面变化造成的垂向载荷波动；

相对平整的路面则可以提高弹簧刚度，提高车身姿态控制和响应速度。

虽然弹簧能改变转向特性，但同时弹簧是悬挂系统中控制俯仰变化特性的主要机械参数之一，

所以并不推荐为了转向特性而专门调弹簧刚度，而是为了获得所需俯仰、路面环境等而调校弹簧刚度。

或者这样理解，转向特性并不直接与弹簧软硬挂钩，而是与弹簧软硬所造成俯仰变化挂钩，

也就是说弹簧在加速减速过程中产生的俯仰变化，然后以这个俯仰变化为基础，调整转向特性，

可以将不同俯仰状态理解为不同动态工作窗口，在每个窗口内的其他参数决定具体转向特性，而弹簧负责改变车辆在这些窗口之间转换的方式。

反过来，如果整体所有的工作窗口达不到要求，这时再考虑调整弹簧以获得匹配的俯仰特性，以改善所有不同动态工作窗口与其他调校参数的匹配性。

这里主要讨论静态压缩量与主机械抓地力车的主动操控分配量。

主动操控分配时，弹簧的软硬与压缩、回弹时的弹簧活动行程、弹簧活动时间，

其中活动行程与防倾杆关联较多，活动时间与防倾杆、避震阻尼关联较多，

以下列表相关联的防倾杆、避震阻尼暂不考虑。

整车是前后弹簧成对的，其中对速度的感知相对差异比较大，这很大程度上可能是另一轴的相互作用之下导致的结果，

比如减速时前软弹簧说的是前轴姿态变化幅度增加、载荷变化过程更渐进，实际前软弹簧搭配相对后硬弹簧，而后硬弹簧使载荷向前轴转移的过程更直接，

所以造成前弹簧实际运动过程可能比单看前软弹簧更快，并且有可能快过前硬后硬调校。

大多数车的避震，很大程度上稀释掉了弹簧活动时不同阶段速度的影响，整体被均化。

从前后俯仰的变化来看转向特性

加减速释放过程中转向

加速释放对于前轴的影响通常小于减速释放，而对车尾的影响通常大于减速释放。

这里的轮胎松弛长度并不是弹簧直接改变的参数，

而是用于表示轮胎侧向力建立所具有的响应时间尺度。

弹簧通过改变垂向载荷变化与车辆姿态变化过程，使前后轴轮胎侧向力进入并完成建立的时间关系发生变化。

在前后轴侧向力建立不同步的过程中，轮胎松弛响应所形成的有效建立窗口，会影响单轴侧向力在该阶段的累积程度，

因此也会影响车辆横摆力矩的累积效率以及车身横摆建立速度。

所以这里的轮胎松弛响应主要用于对应侧向力建立时间、建立速率以及横摆累积效率，

后续通过列表即可根据不同弹簧状态查找相应的车辆动态特性。

转向复位过程中加速

通常所说的弹簧前硬后软倾向转向不足、前软后硬倾向转向过度，主要指车辆进入稳态圆周运动后，

前后轴悬挂刚度分配变化导致的载荷转移特性和轮胎工作状态变化所产生的转向趋势，

但是实际过弯过程中通常伴随加速、减速以及方向变化，在这样的过程中，车辆前后俯仰状态不断变化，并不一定满足前硬后软始终转向不足、前软后硬始终转向过度，

弹簧参数的作用并非直接设定转向特性，而是根据车辆类型、赛道需求、空气动力特性以及驾驶需求，在合理范围内确定车辆的基础俯仰特性和机械工作状态，

车手则根据自身驾驶习惯，在该范围内选择更适合自身操控方式的弹簧设定，

在弹簧所确定的基础车辆状态下，其他非弹簧调校参数再进一步调整前后轴工作特性，从而强化或削弱所需要的转向特性。

整体按比例调软与整体按比例调硬，在理想情况下通常认为稳态转向特性基本不变，但依然存在瞬态响应上的区别，

这与防倾杆作用逻辑类似，但两者最大的区别在于，防倾杆主要影响侧倾过程中左右轮载荷转移，

而弹簧主要影响俯仰变化过程，其中俯仰变化由车辆纵向加速度产生，而弹簧决定车辆对于该俯仰变化的机械响应特性，

不同弯道类型中，瞬态初中期、瞬态末期/稳态阶段的重要程度并不一致，

急窄弯由于转向、制动释放以及加速过程衔接更加紧密，车辆通常更依赖瞬态过程中的响应特性，尤其是瞬态初中期的建立速度；

而长缓弯由于侧向力建立时间更充分，车辆更容易进入接近瞬态末期/稳态的工作状态，

整体调软与整体调硬，本质上改变的是车辆从瞬态初中期向瞬态末期/稳态过渡的时间尺度。

整体调软降低车辆姿态变化阻力，使载荷转移过程更加渐进，延长前后轴能力重新建立与横向能力累积的时间窗口，

使瞬态阶段占据更长时间，前后轴响应时序差以及其他调校因素对车辆动态平衡的影响更加明显；

整体调硬提高车辆姿态变化阻力，使载荷转移与姿态变化更快速完成，缩短瞬态阶段，

使车辆更快进入由稳态能力关系主导的状态，因此动态过程中的调整空间减少，更依赖最终前后轴能力分配。

因此，在急窄弯较多的情况下，整体调软更容易保留瞬态初中期阶段的调校空间，使其他参数对该阶段的影响更加明显；

而在长缓弯较多的情况下，整体调硬更容易让车辆进入由瞬态末期/稳态决定的工作状态。

但这里的“整体调软”并不意味着前后轴必须按相同比例降低刚度，而是整车动态基调向软的一侧移动；实际调校中可以存在明显的前后轴倾向。

例如，为了保留瞬态初期的车头响应，前轴可能相对少软化，甚至保持较硬，而后轴承担更多的软化幅度，

使整车仍保持整体偏软的基础状态，同时避免前轴过软导致瞬态初中期车头响应过于迟缓。

同理，在长缓弯较多的情况下，整体调硬更容易让车辆较快进入瞬态末期/稳态工作状态，但这里的“整体调硬”同样不意味着前后轴必须按相同比例提高刚度。

由于长缓弯具有更充分的侧向力建立时间，对瞬态初中期快速建立车头响应的依赖相对较低，

因此前后轴刚度比例可以更多根据驾驶倾向以及瞬态末期/稳态阶段所需要的车辆工作状态进行调整。

对于不同弯道类型的弹簧调校中的整体调软/整体调硬，

不是数学意义上的前后轴等比例调整，而是指整车弹簧刚度基准整体向软/硬方向移动；

具体前后轴仍可以具有不同的调整幅度，以满足不同动态阶段的需求。