换避震前，先了解避震基础知识准没错 | 酷乐专栏
Author / 杨工
有很多车友都在问我们，怎样提高汽车马力，怎样提高操控，怎样改避震，怎样改刹车这些细节的改装问题，小C也很愿意去回答大家的提问，这次我们就请专业的底盘性能工程师 —— 杨工，来聊聊关于避震的那些知识，让大家在改装避震的时候可以少走一些弯路，并且可以多了解一些避震的知识。
作为酷乐创始人的多年好友，作为酷乐的一员，作为一个热爱驾驶的底盘工程师，在参加了酷乐的活动认识了很多同样爱车的朋友以后，决定写点跟本职工作相关的东西和跟大家分享一下。
我，杨工，一般大家都这么称呼攻城狮，曾先后就职于一汽大众拉力车队，宝马中国底盘标定部门和一家底盘开发技术咨询公司，离不开的都是底盘相关的工作。
接触得最多的就是弹簧、避震、衬套、缓冲块、避震器。而其中大家接触得最多的就是弹簧和避震器了。
这次我们主要关注的就是避震器。（并非弹簧没有技术含量，相反， 这一根不起眼的螺旋状钢质零件更是一台车舒适性和平衡性的基础。）
想必大家都对避震器的分类有一定的了解。减震器的英文叫damper或者shock absorber，而减震器的主要作用就是减缓弹簧的运动并将动能转化为热量。
减震器的分类
按结构有
单筒式（Monotube）—— 大多数强调运动的减震器都是单筒，因为活塞面积大，减震油直接与外筒接触，散热快，只有一个活塞。
双桶式（Twintube）—— 大多数原厂减震器都是复桶式，活塞与内桶接触，有活塞和底阀，减震油在内外筒之间流动。
按减震活塞杆与活塞的位置
正立式 —— 减震活塞杆位于活塞上方，绝大多数的减震器都是正立式。
倒立式 —— 减震活塞杆位于活塞下方，最大的好处是在保证减震器强度的前提下，不需要使用太粗的避震芯（因为工作缸的外壁同时起到导向作用）并且减少簧下质量。【1】
车友们在改装减震器的时候，通常有两种选择
固定阻尼的减震器
常见的欧系有Bilstein B8系列，日系的有KYB黄桶系列。此类型的减震器阻尼是由生产商的工程师经过不停的优化固定的（也就是我现在的工作），专车专用且筒身不能打开。
但是减震器的阻尼在运动和舒适之间达到了一个偏运动的平衡，适合那些只想让自己的车更加运动一些，又不想被绞牙减震器调节所困扰的车主。
此类减震一般搭配原厂弹簧或者配套短簧，安装的难度较低但是效果十分明显，是一种省心的选择。
阻尼可调节的减震器
想必此类型的减震器是广大酷乐车友最感兴趣的一类了。
因为阻尼是可以调节的，一套避震可以搭配不同弹簧带来不一样的驾乘感受。对喜欢折腾、钻研，喜欢下赛车场的车友再适合不过了。
同时还分为全长固定和全长可调两种，这就关系到弹簧的预压了。市场上常见的阻尼可调绞牙减震器中，KW V1 – V3，Bilstein B14/B16, Tein SAZ都是全长固定式，改变车高就会影响弹簧预而影从响弹簧的工作范围。
按照可调通道数，分为以下几大类，我们借用BC品牌的型号来给大家解释一下。【2】
1-way 调节
只有一个旋钮，同时改变压缩（compression）和回弹（rebound）阻尼：BC产品线中的V1，BR，DR，RM都是1 way调节的减震器（其中RM是倒立式减震器）。
2-way 调节
两个旋钮，一个负责压缩，另一个负责回弹：ER带外接氮气瓶，而HM是倒立减震器。
3-way 调节
三个旋钮，一个负责低速压缩，一个负责高速压缩，一个负责回弹。
4-way 调节
四个旋钮，分别是高低速压缩，高低速回弹：BC产品暂时没有4-way调节的，那代表的型号就是Ohlins TTX系列。【3】
带外接氮气瓶（reservoir）的减震器
可以调节氮气压力BC的ER和ZR就是外带氮气瓶型号。
至于阻尼的调节在之后的章节里会提到。
减震器的内部构造及阻尼曲线
首先，我们要明白阻尼是由什么产生的，减震器都有哪些阻尼，不同的阻尼给人的感受是什么，有什么因素会影响这些感受。
什么是阻尼
阻尼用最简单的描述来形容就是当活塞在减震油中上下运动时，油液通过活塞上的孔并推开阀片所受到的阻力。阻力一般和活塞运动速度成一定比例关系。
下图中是典型的活塞和底阀的实物图。油液通过活塞或者底阀的孔，推开覆盖这些孔的阀片组就产生了阻尼力。
至于活塞上孔的走向，台阶的高度，阀片的形状、厚薄，整个阀片组的搭配则是非常复杂的学问，由每个厂家掌握这其中的know-how。
真正的减震器开发更多的是对活塞的选择、阀片的搭配，没有专业的知识系统和技能，普通车友是无法做到的，因此这些内容不在此文章中深究。
我们更关心的是怎样通过外部的旋钮来改变一个减震器的阻尼曲线。
当活塞杆浸在避震桶内的体积减小所受到的阻力就是回弹阻尼力，当体积增加所收到的阻力就是压缩阻尼力。反应在车轮上时，车轮上行是压缩阻尼，车轮下行则是回弹阻尼。
因为弹簧在车轮上行的时候提供很大的作用力，所以压缩阻尼要比回弹阻尼小很多。【4】
横坐标是活塞运动速度，纵坐标是阻尼力。上半部分是回弹阻尼，下半部分则是压缩阻尼。
重点来了！
减震器的低速阻尼，高速阻尼并非指的车速而是活塞运动的速度。
通常来说0.1m/s以下为低速， 0.1m/s~1m/s为中速，而1m/s以上为高速。分别对应的情况就是入弯出弯车身运动，日常起伏颠簸以及通过减速带时的活塞速度。
复桶减震器
复桶减震器内桶为工作腔，内外筒之间有底阀，主要控制压缩阻尼（压缩侧阀片组比较厚），而活塞则主要控制回弹阻尼（回弹侧阀片组较厚）。复桶容纳的油量多，工作行程长，舒适性比较好。现在市面上常见的复桶绞牙减震器有以下几个型号：
Tein —— SAZ，SA，FZ，SF等系列
Cusco —— Street系列
KW V系列
1-way 调节
刚刚上面提到了，复桶减震器的压缩阻尼主要是底阀提供的，那市面上的通过避震芯中央的旋钮来对避震进行调节的1-way复桶减震器基本上只能调节回弹阻尼。以下以Cusco为例。【5】
大家可以清楚的看到避震芯中间的针阀和通道。为了防止压缩行程油液对反向流经针阀，活塞顶端有一个 1-way valve，就是一个单项阀门。
2-way 调节
那更高阶一些的减震器加入了压缩可调，以KW V3为例。【6】
避震芯上方的旋钮控制回弹行程旁通流量，而底阀旋钮控制压缩行程旁通流量。下图则是KW V3将压缩和回弹旋钮旋转到不同档位的阻尼曲线。【7】
3/4-way 调节
通常3-way调节会将压缩阻尼分为低速和高速（记住，是活塞的速度），高速压缩阻尼通常对应的是压上路肩的情况。更高级的则是4way调节，压缩回弹分别都有高低速可调。
以史大大极力推崇的Ohlins TTX为例。
TTX是Ohlins著名的双筒减震器型号，设计非常精巧，下图是TTX的压缩（红色）、回弹（蓝色）行程的减震油流向示意图。
如左图所示，通常调节低速的阻尼会提升全速度段的阻尼，但是开阀点（曲线上的拐点）的力值不变。
而调节高速阻尼则只会影响开阀点，对低速阻尼和整个曲线的斜率影响不大。如果要改变阻尼的调节范围，则需要更换阀片组的硬件配置（阀片、弹簧）。【3】
单筒减震器
单筒减震器的只有一个工作腔，活塞与工作腔内壁直接接触。
活塞浸在减震油中，在减震筒下部是由浮动活塞封装的高压气体，其中的气压可以达到20bar。在没有外挂氮气瓶的情况下，活塞直接控制回弹和压缩阻尼。
1-way 调节
这是平常市面上最常见的绞牙避震器结构。单筒，正立式，1-way调节。【8】
大家可以清楚看到，我们平常拧的旋钮就是图中绿色的箭头，改变的就是未通过活塞及阀片组的油量的大小。
所以当旋钮顺时针完全关上（也就是最硬）的阻尼是由活塞阀片决定的，当逆时针逐渐旋转旋钮，流经活塞阀片组的油量逐渐加大，则阻尼越来越小。
因为油液可以从两个方向流通，所以1-way调节的旋钮同时影响压缩和回弹阻尼。
平常车友在使用这种避震的时候可能会发生，要么支撑性好，舒适性差，要么舒适性好，支撑性差。总有自己不满意的地方。
想要支撑性好的时候，需要加大阻尼，但同时回弹阻尼太大的话，车身就会颠簸。反之同理。
2-way 调节
为了解决一个旋钮同时影响压缩和回弹，便有了更高级的2-way调节减震器。【8】
如果想用避震芯只控制压缩或者只控制回弹，非常简单，只需要在1-way的基础上，活塞的顶部多出一个单向阀，这样避震芯的针阀只控制单侧阻尼（油液无法从压缩侧通过避震芯）。
但是单筒减震器只有活塞阀没有底阀，因此通常的做法是外加一个氮气罐，在工作缸与氮气罐之间的通路加上一个压缩行程的单向调节阀就达成了2-way可调。
3-way 调节
一般有3-way调节的减震器都会带附加氮气瓶，氮气罐由浮动活塞（IFP-internal floating piston）分隔油气，如上所示【9】。
回弹阻尼还是在避震芯上，而高低速压缩阻尼都在氮气瓶上，控制减震油流入氮气瓶的的阻尼。其中，低速阻尼是针阀，控制流通量；高速阻尼是通过改变阀片组上的弹簧预紧力从而调节高速阻尼。
同时，在外挂氮气罐的最下方，还有一个填充氮气的气嘴，用来控制整个系统中的氮气压力。但是氮气压力过大会造成系统初始压力太大且氮气罐内部浮动活塞运动阻力太大，且因为摩擦力系统容易过热。
由此产生的改进方法就是用气袋（bladder）代替浮动活塞（IFP），好处便是无摩擦力和不产生热量。压缩初段灵敏。【10】
下图中猥琐的黑色物体就是气袋。【6】
参考
【1】http://www.tein.com/classroom/inverted/index.html
【2】http://www.bcec.com.tw/products/products-newch.html
【3】https://www.ohlinsusa.com/files/files/Inside_TTX_A4-Europe1.pdf
【4】http://www.subaruforester.org/vbulletin/f242/off-road-coilovers-thread-559489/
【5】http://suspension.cuscousainc.com/cusco-street-zero-a-red/
【6】https://robrobinette.com/S2000KWV3.htm
【7】https://www.kwsuspensions.net/technology/valve_technology/2_way
【8】http://farnorthracing.com/autocross_secrets6.html
【9】https://www.bikerumor.com/2017/07/06/suspension-tech-whats-ifp/
【10】https://www.bikerumor.com/2017/07/21/suspension-tech-cavitation-bad-suspension-performance/
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