废话少说,直入主题了
众所周知,摩托车只有两个轮子,当然也有三个轮子的,和四个轮子的汽车不一样,摩托车的悬挂比较简单,不像汽车一样有千奇百怪的悬挂
在这里就不多作介绍了,简单地谈谈几种摩托车悬挂,
倒三轮和正三轮的系统原理我会另开一篇,本篇结尾讲一下踏板车上悬吊和下悬吊的区别。
首先是摩托车前悬挂,
摩托车前悬挂分为以下几种
1连杆式,
2潜望式(套筒式)
3独立摇臂式
4半独立多连杆式
要了解摩托车的悬挂机构,我们首先要知道的是:从自行车发展而来的摩托车,其悬挂最初是没有减震功能的,只有导向功能
就和今天的公路自行车是同一个道理
前轮通过一根不可伸缩的前叉与车架连接
早期摩托车
在早期摩托车上面不仅前轮部分没有减震功能,后轮部分同样没有,所以当时的人们就在座椅下方加入弹簧,提升了坐垫的舒适度
但我们知道,根据物理学的角度来说,摩托车作为一个高速运动的整体,尤其是车辆的簧上质量占据摩托车整体质量的大部分。
所以当摩托车的质量和载重量越大,速度越快时,路面上的颠簸就会极大地影响摩托车的运动轨迹,对车辆的稳定性造成不良影响
所以给摩托车悬挂赋予避震功能不仅出于驾驶者对舒适和操控的要求,更重要的是保证车辆运动的稳定。
路平车也平(无避震功能不是无悬挂,打错了)
路不平,车身也不平(无避震功能不是无悬挂,打错了)
路不平,但是轮子贴合地面,车身整体较无避震功能车身平稳得多,(无避震功能不是无悬挂,打错了)
悬挂使轮子贴合地面,抓地力也会更好
所以工程师们就创造出了有避震功能的连杆式前悬挂
(前悬挂)
1连杆式
这种悬挂在早期的自行车和摩托车的前悬挂上广泛应用,发展历史我就不多说了,就讲讲目前市场上几款应用此悬挂的车型
这种悬挂是在不可伸缩式前叉上改进而来,通过在前叉末端加入一节固定前轮的连杆,然后再加装一根避震,从而达到避震的功能
连杆式前悬挂在不同的车型上有不同的表现形式,有的车型会将连杆置于前叉前面,而大多车型将连杆置于前叉后面。
这些都是小的差异,整体上的结构是一样的
还有的车型采用的是单边的连杆式前悬挂,就比如说大名鼎鼎的Vespa旗下的所有车型
vespa
前单摇臂的vespa
vespa将这种结构称之为“飞机鼻轮式单前悬挂”或许是因为像飞机的升降轮结构才起这个名字
这种单边的结构,同等的材料和体积下,单边结构的稳定性是肯定不双边结构的,至于这样做的好处,一个是vespa的尊贵,另一个就是能减轻一点质量
一定程度上可以缓解大力前刹车带来的“点头”动作,提升驾驶信心
来讲讲比较常见的双边结构
比如说高金兰美达还有英国的RA
高金兰美达G350
双边的连杆式前悬挂
英国RA
因为这种悬挂诞生较早,广泛应用在早期摩托车上,尤其是这种造型随着vespa古典踏板一起名声大噪
所以这种悬挂形式多用在复古车型上,尤其是复古踏板
这种悬挂的优势就是结构简单,结实耐用,方便修理调整
由于避震不是像潜望式(套筒式)悬挂一样以弹簧的形式藏在套筒内,而是独立出来,这样方便更换或者改装避震,也减少了渗油的情况
这种特殊的结构使弯道行驶的感受不如直线行驶,前轮遇到颠簸时的运动轨迹呈圆形,驾驶感受上不如潜望式悬挂的直线轨迹
缺点也很明显,就是整体的质量较重,虽然簧下质量并不大,体积也比较大,但是整个悬挂机构的质量重,在操控龙头的时候需要使更大的力气,操控上受到影响。
压弯的比亚乔踏板
所以在更大排量,更重的车型上应用较少
2潜望式(又称套筒式)
潜望式前悬挂是目前应用最广泛的前悬挂,小到50cc的弯梁,中到50cc~1300cc的各类摩托车,大到1500cc往上的哈雷
潜望式悬挂
KTM
因为其结构为套筒结构故又被成为套筒悬挂
潜望式悬挂广泛应用在各类摩托车以及其他两轮车(电动车和山地自行车)
无极ds525x
标致xp400
本田cc110
下面讲一下很多人都关注的正置减震和倒置减震的区别(也称作正叉和倒叉)
正置减震就是比较粗壮的套在下,倒置减震则是在上方
倒置减震
正置减震
可见上图的铃木大排量复古机车,八九十年代是日本的巅峰时期也是日本摩托车的巅峰时期,那时候日本大街上随处可见各种排量的四缸摩托车
当时倒置减震还没有广泛应用,所以可见上图的大排量四缸车一样用的是正置减震
正置减震的优点就是结构更简单,更加耐用,对于油封等零件的要求不如倒置减震,所以成本也比较低
400cc级别的进口车型ninja400和cbr400r(老款)上面用的也是正置减震(小日子不舍得给倒叉😓)
ninja400
但是正置减震也有缺点,就是簧下质量较重
为什么簧下质量受到很多人的重视,前面讲到,悬挂使轮胎贴合地面,操控性舒适性和抓地力都会更好,所以悬挂“会动”的部分质量适中而不是过重才能带来良好的体验
倒叉
正叉
簧上部分就是由车架龙头“吊着”,对簧下可上下伸缩的部分影响不大,而簧下上下伸缩的部分的各种性能更良好
簧下质量越小,轮子上下作动的惯性也就越小,产生的对操控的负面影响也就越小,所以簧下质量适中,操控才能良好
再者,在避震的外套(粗壮的那一根)相同的情况下,倒置避震比正置避震能承受更大的力,因为受力部分管径更粗,钢性更大
倒置减震也有缺点,它的成本更高,结构更复杂,在材料,尺寸还有制造工艺,制造条件相同的情况下,耐用性是不如正置减震的
讲完了一堆堆
接下来提个很少人关注的细节
我们都知道跨骑车的前避震一般有两个联板固定两根套筒避震,被称为“上三星”和“下三星”
而大部分的踏板车和弯梁车,都是小排量,动力小,重量轻,所以一般只有下三星(也是价格的考虑)
阿普利亚sr200gt的下三星很容易看到
就算是改装成倒置减震的小踏板也是如此
因为小踏板避震上方有车壳的阻碍,所以没办法作成两个三星的模式,不过也没有必要了(弯梁车也是如此)
这样做最大的一个坏处就是:
龙头会歪!!
相信这是所有骑车的人都深恶痛绝的毛病
而跨骑车采用上下双三星的结构,很少会出现龙头歪的情况,而只有一个下三星的车,当装配或者制造出现问题时,车子出厂的时候龙头就是歪的,或者车子摔过后龙头本来是正的结果歪了
(也有人摔了之后龙头反而变正了的情况)
踏板车也不一定是只有一个下三星,当踏板车的排量和体量更大时,一个下三星肯定是不足以承受各种应力的
所以在一些大踏板上就才用了双三星的结构,这类大踏板车头部分够宽敞,足以容纳这种结构
↑雅马哈tmax
↑光阳ak550
↑三阳tl500/508
潜望式悬挂的优点就是结构简单,体积重量较小,改装容易,成本较低,路感清晰操控良好。
但当摩托车的排量(1500cc以上)和体量(250kg以上)更大的时候
潜望式悬挂就不太适用了,因为此时仍然采用潜望式悬挂,只能通过加粗的方式来保证刚性,但它始终不是一种受力极强的结构,而且过重的质量也会带来操控上的不便
特别简单地来讲,就是像把尺子压在桌子上,然后露出桌面的部分能压弯一样,掰筷子也是同样的道理
潜望式悬挂路感清晰时好处,但是走特别烂的路,就会震到手麻,大力前刹车时,车辆也会频繁的“点头” 。潜望式悬挂在超高速时也容易发生“死亡摇摆”,对骑手的生命安全造成极大的威胁
所以针对以上的弊病,一些厂家发明了避震功能和转向功能相互独立(或者半独立的)前悬挂机构,以下就会讲这两种机构
3半独立多连杆式
讲起来罗里吧嗦又麻烦,写文章就是要通俗易懂,所以我就讲讲这种悬挂的优缺点还有几个例子
这种悬挂能使转向和避震两种功能有一定程度的独立,但还不至于完全独立,因为这种悬挂只是将避震功能交给悬挂的部分机构和车架,双手还是要操控质量较大的转向部分
本田金翼的前悬挂与hossack是相同的原理
↑可以看到本田金翼前叉部分和公路自行车一样是实心的而且更粗壮,而不是像潜望式悬挂一样是中空的,强度高很多
发明者苏格兰人Hossack
hossack原理图
宝马水鸟telelever
宝马水鸟的telelever结构很像潜望式悬挂,但是仔细看我们可以发现有一条连杆撑着前面的套筒部分,这样强度更高,能让宝马水鸟进行高强度的非铺装运动,而不是像传统潜望式悬挂一样只有龙头固定两条套筒
而这两条套筒也并非无用,这两条套筒使前轮上下作动的运动轨迹像传统的潜望式悬挂一样为斜线,使其操控感受更贴切潜望式悬挂,也保留了相当的路感,但不会过度影响操控
形似潜望式悬挂的运动轨迹
宝马duolever
半独立多连杆悬挂使转向和避震功能分离,让悬挂专心上下作动而不受太多横向力的影响,弯道行驶也更加稳定
这种半独立的多连杆悬挂缺点就是结构复杂,造假高昂,重量和体积都很大,簧下质量大影响操控
4独立摇臂式悬挂
这种悬挂像汽车一样将避震功能和转向功能彻底分离,与半独立多连杆悬挂有一样的优点
原理就是:前轮由摇臂固定,避震装备在摇臂上,像后摇臂一样。而转向机构就像汽车的方向舵一般
但它做得更优秀的是,它只需要花费转动一点转向机构的力气,转向更加轻快
以下将几个例子
Tesi(轮毂中心转向系统)
这种悬挂系统的基本原理几乎和汽车一样,由意大利BIMOTA研发,后来川崎收购了这家公司,并将此技术应用在自己跑旅车型上
BIMOTA的这种TESI轮毂转向系统,特点是用轮毂中心转向系统来代替潜望式前叉,彻底分离了转向机构和悬挂系统之间的相互影响,具有出色的稳定性
在猛烈制动时,车头不会出现点头状况,车体依旧平稳
高速状态时,车身受颠簸影响小,因为当减震器工作时,转向机构不会受到影响。
表现就是方向仍然稳定。对于技术熟练的骑手来说,弯道刹车效果更好,可以在车身倾角较大时刹车
PADD
这种结构与Tesi不同的是,它采用了前单摇臂,和意塔杰特的ISS悬挂一样,优势就是簧下质量更轻
雅马哈gts1000
铃木大R改装品
意塔杰特ISS
前两年比较出名的踏板车就是这款Italjet的Drangster200了
这种转向系统和PADD差不多,也是单摇臂,优缺点也差不多,减震行程较短
不过这辆车也有个丑闻那就是车主过减速带断头了
断头零件
就我个人而言,我选择摩托车时更倾向于双摇臂或者双叉结构,我个人认为在摩托车领域上双摇臂或者双叉还是比单摇臂或者单叉来得更稳定更安全
独立式摇臂悬挂的缺点也很明显,就是贵,复杂,减震行程也较短,同时簧下质量大,对操控有一定影响,但是弯道操控更好
讲完了前悬挂,接着讲讲后悬挂
后悬挂没什么好讲的,讲讲多连杆悬挂和踏板车的上下悬挂,至于正三轮和倒三轮的原理我会另开一篇文章来讲讲
多连杆悬挂(避震)就是在车架和摇臂上加装几个连杆部件,利用杠杆原理分担了力矩,从而达到减轻摇臂压力,增加有限的避震行程的功能
因为避震不用直接连接在后摇臂上,利用杠杆原理将力矩分散,所以对于后摇臂强度和结构的要求不是很刁钻,这样就可以减轻后摇臂的重量,减轻簧下质量来提升操控性
正常来说,避震都是固定在后摇臂上,这样一来,避震的行程就和后轮摆动幅度息息相关了,当载重或者激烈运动驾驶时避震行程很容易吃没然后触底
但是装载了多连杆机构时,后轮摆动的幅度就被多个连杆分散,到达避震的作动幅度就会变小,变相增加了避震的行程
这种悬挂多见于激烈运动车型(比如说越野车)和旅行车型
踏板车上下悬吊
上悬吊有点像“拉”的状态,起步给油时屁股下方会传来一股向上拱的力
上悬挂设计为引擎吊架位于引擎上方,其优势在于抗扭转刚性强且减震效果优异,在骑乘时较不会感受到车子的震动,就长途骑乘来说较不会感到疲惫,但上吊架设计因重心偏高,会导致过弯时稳定度表现较差
雅马哈xmax300使用上悬吊设计
豪爵UHR150使用下悬吊设计
下悬吊有点像“撑”的状态
下吊架设计为引擎吊架位于引擎下方,其重心相对低许多,因此在过弯时的车辆更稳定,但是抗扭性较差
绝大多数踏板车采用的都是下悬吊结构
()
还有人会问,为什么有的车后面是双避震,有的车后面是单避震
这个问题很好回答,双避震车型大多数都是通路车,通勤车型,工具车型,尤其是工具车型(满大街跑的125)
经典cg125
这类车型对于载物载人有需求,所以用双避震以满足载重的需求(我记得三阳还有一款后面四根避震的工具车)。
单避震车型一般用在对操控性有要求的车,因为双避震车型在高速过弯时,下压的一侧会承受更多的力,虽然与另一侧差距不大,但是随着车速越来越快,这种不稳定性也会越来越大,所以这类玩乐车型一般都用单避震,而且避震越接近车的中轴线性能越好。
而通路车对于压弯操控没有太大要求,轮子也为了省油和压缩成本做得又细又扁,非常不适宜压弯,所以也就没有中置单避震的需求
至于单摇臂单侧后减震的小踏板,只能说是为了压缩成本和偷工减料了,一些质量不过关或者经常走烂路的小踏板,就可能出现“歪屁股”的情况
大阳载载125
三阳蚂蚁
大阳载载和三阳蚂蚁这类工具踏板车用的也是后双避震
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