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【骑乘学堂2】Vol.12 吸收冲击和掌握转向的前避震器

虽然一言以蔽之都叫做避震器,但前叉和后避震所追求的机能却是天差地别,这一回就来探讨前叉的功用、特性以及进化的方向吧!

Case 1  前叉的功用还兼具转向功能

    吸收来自路面的冲击和让轮胎能追随地面是前后避震器共通的功能,但主要是靠后避震来支撑摩托车和骑士重量,前叉则是以追随性为优先,另外也有一并拥有[制造前轮舵角]的机能,因为目前常见的潜望镜式前叉,无法明确的分工吸收冲击和转向这两个主要功能,于是对于车身设定和骑士技巧的要求就比较高一些。

吸收冲击和追随路面

一边缓冲来自路面凹凸产生的上下起伏,一边让轮胎追随地面起伏使胎纹紧贴路面,这就是做为冲击缓冲装置的避震器原有的目的。

因为刹车时的重量,竟然会让前叉往后扭!?

前叉的主要任务为转向和追随路面,另外还要承受大部分来自刹车时产生的力道,一般的潜望镜式前叉在刹车时都会往后扭,这么一来内管和外管间就无法平顺滑动,妨碍伸缩动作,导致追随路面的性能下降,而且因为前叉往后扭的关系,拖曳距也会改变。

前轮的舵角是追随后轮的倾角

一边缓冲来自路面凹凸产生的上下起伏,一边让轮胎追随地面起伏使胎纹紧贴路面,这就是作为冲击缓冲装置的避震器原有的目的。

Case 2  永不停下进化的脚步,潜望镜式前叉

    如同望远镜一般,利用两种不同口径的圆管结合而伸缩的潜望镜式前插,虽然构造简单是其优点,但刹车时会因为吃力过重导致性能变差,为了避免这点,有人首先尝试将内管口径扩大,可是就必须补强内管重叠部分来提高刚性,这样的话整体重量就会增加,倒立式前叉就是为了克服这个问题而,开发出来的,演进到现在也有各式各样的构造和缓冲机构来提高前叉的路面追随性能。
 
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Case 3  追求渐进生效的双重弹簧距前叉弹簧

    前叉配备反作用力比较小(簧距较密)的弹簧,所以比起承受绝大部分重量的后避震来说,路面追随性会比较好,但会因为刹车或通过间隙处时的瞬间承受极大的重量,于是市售车款多半都会配备让反作用力采用渐进式回馈(徐徐增加)的[双重簧距]的弹簧,用以对应各式各样的路况和骑乘感受,顺带一提,市售车后避震普遍都采用双重簧距的弹簧。

Case 4  颠覆骑乘技巧常识,独立构造的前避震

    请问近视前叉在刹车时会俯冲让车体态势变化,因此,必须配合这些特性来操纵车辆,但是BMW的Telelever和BIMOTA的轮毂中心转向系统将吸收冲击和操舵机构分别独立出来,让姿势变化的情况降至最低,因此骑士不需要高深的技巧也能稳定行驶和享受操驾的乐趣,缺点就是结构过于复杂,而且也只有极少数的车厂拥有开发这种机构的能力。

竟然可以扣着刹车切入弯道!?

对于潜望镜是前叉来说是不太可能,但Telelever等新构造的前叉安定性较为稳固,可以扣着刹车切入弯道或是在倾倒回旋中使用刹车,因此可以提高进弯速度,也有回避危险的效果,话虽如此也不能太过勉强!

低侧倾轴带来更好的安定性与轻快性

因为侧倾轴处于极低的位置,骑士比较不会因为多余的动作影响到车身,倾倒的时候也能配合侧轻轴的移动,因此可以感受到强烈稳定的安定性和轻快的操作感。
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轮毂中心转向系统

在前轮的轮毂内设置一个巨大的轴承,利用多连杆装置和龙头做连接,和后轮一样靠摇臂吸收来自路面的冲击,与操舵机构分别独立的关系,防止了刹车时俯冲问题。
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Telelever

将吸收冲击的机构独立出来,利用A臂支撑前轮的关系,拥有相较于潜望镜式避震更低的转向位置,前叉里头没有任何传统可伸缩传统的装置。
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Duolever

Telelever的延伸款,完全废除旧式滑动型前叉,利用上下两只A型摇臂支撑前轮,对于纵向及横向扭曲具有极高的刚性,对操作的影响极小,操驾感受也很自然。
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潜望镜式前叉在刹车时会产生纵向变化

潜望镜式,会因为刹车时的重量,让前叉收缩,令前叉倾角及拖曳距产生变化,加起来就会产生比前轮抓地力和拖曳距效果更强的安定性,让车身得以稳定倾倒过弯,但缺点是会让前轮不易产生舵角,刹车中也无法倾倒,利用释放刹车制造转向契机的技巧,也是以这个特性为前提。

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兼具吸收冲击与转向功能
    摩托车前避震器的最大特征是除了吸收冲击和追随路面之外,还有掌控转向机构的功能,当然这理论用在汽车上也说得通,但是一般摩托车采用的潜望镜式前叉是种将转向功能和缓冲构造整合成一体的形式,这也是在操驾上比较困难的原因吧。
    之前在第一集第一二回也有详细解释过,摩托车过弯的原理是利用前轮产生舵角,所以和前叉倾角跟拖曳距有着密切的关系,于是潜望镜式前叉(前轮悬吊系统)才会配置在车架前端可以自由左右转向的龙头转向轴上。
    这里就产生了问题,也就是上回解说过的车身态势,加速时前插会伸长,减速的话则会缩短,前叉倾角和拖曳距也会随之变化,简单来说就是加减速时操驾手感会有所改变,这时就只能利用体重的分配和刹车的操作方式来控制车身,不要有[俯冲]等剧烈的变化让骑士在操驾时受到影响,特别是在进弯前倾倒和转向操作的技巧,说是都以此为前提也不为过。
    但是潜望镜式前叉因构造上的关系,在刹车时会因为重量而往后[车身方向]弯曲,或是因为过弯倾倒时往侧方扭曲使前插反应变差,导致路面追随功能和操驾手感恶化,尤其是近年来轮胎的抓地力和摩托车性能以及制动系统越来越强,影响也就越来越大。
    这是登场的就是[倒立式前叉](Case 2),解决了正立式前插已经到达极限的刚性和重量的问题,更进一步因为内部构造改良(内闸式或BPF等等),使得追随性又更上一层楼。
    话虽如此,基本构造上兼具吸收冲击和掌控操舵的功能却没什么改变,在这里登场的就是BMW的Telelever和BIMOTA的轮毂中心转向系统等跨时代的前轮悬吊系统(Case 4),简洁扼要的说就是要像汽车一样把吸收冲击和转向机构分别独立,但跟汽车不同的地方是配合摩托车靠[倾倒]转弯的特性,所开发出来的崭新构造。
    讲到这里,想必读者的脑海中会浮现,[既然如此,为什么潜望镜式前叉还是现在的主流呢?]的疑问吧,这是因为新构造的前叉结构比较复杂,会提高车重和制作成本,另外跟大多数的骑士不管自己有没有意识到,都是以潜望镜式前叉所具备的特性为前提,操驾车辆、磨练骑乘技巧有很大的关系,跟操驾手感的好坏完全是两码子事。
    跟着摩托车操驾感成熟进化相辅相成的潜望镜式前叉和全新构造的前轮悬吊系统,我们不能只单纯的判断何者的性能比较好,而是要研究如何活用各自的优点,让骑乘乐趣更上一层楼才是最重要的。
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