BAJA老司机日记（三）：刚度 和 阻尼

巴哈赛车的减振器一般只有两种：

一种是fox为代表的气弹簧减振器。另一种就是常见的螺旋弹簧减振器。

减振器的目的，就是让轮胎尽可能长时间得接触地面（请参考上一篇提到的轮胎部分），向车轮施加尽可能大的压力，并且让振动尽量减少传递到车身上。

弹簧和阻尼

螺旋弹簧比较好拆分，由两个部分组成：弹簧spring 和阻尼damper 他们起到不同的作用。减振器的这两个元件是互相分离的。

刚度

弹簧最大的作用就是支撑车体，同时弹簧还会（临时）储存能量，即车辆下落时的重力势能，这些能量将会重新转换为动能，这会导致车辆将不断地高低振动，这时我们就需要阻尼来将能量消耗掉（转化为热）。

今天我们先说弹簧，弹簧本身有两个特性：

刚度（Spring Rate），即弹簧的软硬，就是弹簧好不好压缩。弹簧的刚度你买回来之后就已经固定了，你无法改变弹簧的刚度。

这里要讲一张图，横轴为弹簧的压缩行程，纵轴为压缩弹簧的力，也等于弹簧反弹的弹力。

过硬的弹簧，会导致车轮跳动的力过多传递到车架上，如同卡丁车般。遇到颠簸会导致车辆弹起，车轮无法一直接地。当然，一般也很难用完减振器全部的行程。

过软的弹簧，会导致车辆高度降低；遇到颠簸车身高度无法快速提高，快速用完阻尼器行程，即减振器会撞底。车辆侧倾变大，加速减速时的俯仰也会变多。

注意上面这张图中，弹簧的斜率不变，为一个常量，这叫做线性弹簧，一般是等距弹簧，有时我们还会遇到渐进弹簧，也即非线性弹簧。

弹簧的刚度的计算单位一般为 即牛每毫米，应用比较广泛的单位还有 lbs/in 即磅每英寸，常称为磅数，他们的换算关系是：

还有就是弹簧的长度。弹簧的长度会影响车辆行驶时的高度，但是注意一般买回来的减振器，更换过长或过短的弹簧，会导致用不到阻尼器全部的行程。

弹簧长度、弹簧预压(Preload)、车身高度（RideHeight）以及如何选择合适的弹簧刚度，我们以后再讲。

阻尼

阻尼器的原理是将液体通过一个小孔挤出去（想象一下全力推一个针筒）特性很有意思，减振器压缩（或拉伸）越快，产生的反作用力越大。

阻尼是吸收减震器的能量的装置，将动能和机械能转化为内能消耗掉。他唯一的作用就是减缓车轮的跳动动作。

这代表着，你慢慢的把车放在地上，阻尼可能基本不产生效果；但是当车辆从两米掉落，阻尼会产生很大的反作用力，并吸收掉很多能量。

这张图（阻尼力-行程）中，横轴是阻尼（也即减振器）的行程，纵轴是阻尼的反作用力，可以看到同一个阻尼器在不同速度下有好几条曲线，这也就是刚才说的反作用力与阻尼运动的速度有关。

还有，一般阻尼的压缩与回弹的力并不是一样的，也就是说这张图的上下左右并不是对称的，阻尼器更详细的特性一般可以从阻尼力-速度图看出。

从理论上来讲，可以从每个车轮簧上质量、簧下质量算出偏频，然后得到合适的阻尼，然而一般通常还是通过经验调节，低速、高速的压缩或回弹都有不同的特性。

阻尼器的调节我们以后再讲（可能还需要咨询一些更有经验的同学）。

结语

本文只是类似科普性质，给学弟学妹分享一些自己几年之前学到的经验，也希望大家能更深入地学习，继续成长。
如果有不准确或需要补充的地方，希望大家指出，将不断修订。

PS：今天这期实在是太难写了，好多东西都忘了，如果有更有经验的同学再展开讲讲就更好了~