WagonR底盘与操控的奥义

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1北斗星的底盘结构原理

北斗星的底盘为典型的短轴距前置发动机布局,为了照顾内部空间的利用率以及前驱,后驱(四驱)的不同驱动方案,前悬挂为单摇臂的独立悬挂,后悬挂为拖臂+横向止推杆结构。

前轮的独立悬挂为单摇臂结构,左右车轮之间靠前平衡杆(龙须杆)的扭转力实现的车轮上下运动的关联。

后悬挂的拖臂+后止推杆(横向推力杆)结构除了体积小,承重大的特点,玩家通过更换减震器实现底盘高度的变化调节,并且能通过更换变速箱和后桥的方式实现四轮驱动或后轮驱动。通过厂家的技术手册我们可以发现,北斗星为照顾前轮驱动前轮转向的设计,前轮的左右轮距比后轮的左右轮距略宽。

2轮胎和轮毂

大轮毂和偏平轮胎能提升车辆的视觉效果,但实际对于车辆性能和实用性来说,原厂的轮毂轮胎参数设计是最合理,北斗星来至于铃木WAGONRWIDE(MA61S)的技术平台,是在轻自动车版本上改装而来的标准微型轿车,在技术规范和动力系统的设计上,满足80Km/h内的动力与油耗的平衡,所以采用/R13的轮胎轮毂设计(日本本土也出过/R13的窄轮胎版本),车轮作为底盘主要运动部件,遵循以下物理原理

车轮越大,油耗越低,提速越慢,

车轮越宽,油耗越高,抓地力越大,减震越软

车轮越轻,油耗越低,提速越快,

为了平衡动力和油耗,不建议更换比原车更大更宽的轮毂,而是设法减轻车轮的整体质量,比如采用锻造的轻量化轮毂(比如BuddyclubP1系列),或是保留原厂轮毂更换抓地力更强的轮胎(邓禄普的SPT1轮胎,南港轮胎单导向纹路)

若不是经常竞技,平纹轮胎和热熔轮胎只适合在专业封闭的赛道内驾驶,而在雨天或是低温道路,抓地力都不如普通轮胎,反而更容易造成安全事故。

在这里推荐一款小程序:轮胎轮毂改装的计算器。

需要改装轮毂和轮胎时可快速查询与原厂匹配的数据。

3前轮外倾角的调整

前轮外倾角调整,除了匹配改装的加宽轮毂,也可通过前轮的向车体内倾斜一定角度(外倾角为负3°为最佳)提高过弯的稳定性,缺点是内胎内侧会提前磨损。

北斗星前悬挂为简单的单摇臂-转向节结构,只需要更换减震器与转向节(羊角)之间的螺丝为偏向螺丝即可进行前轮的外倾角调整。

4后轮的外倾角是怎么改出来的?

北斗星的后轮是采用整体后桥的方式硬连接的,无法通过调整机械连接件改变后倾角,姿态玩家为了营造“低趴”视觉效果,

将北斗星的后桥进行切割,并重新拼接后焊接制造出一个外倾角出来。

5平衡杆的原理

平衡杆也叫防倾杆/龙须杆,用于传导和平衡前左右车轮在过弯时受力的差异(如果是直行且左右轮受到的下压力均等时,防倾杆是不参与工作的),在车辆过弯时,因为离心力作用,外侧的车轮比内侧的车轮承受更多的下压力。对于重心偏高的北斗星,距离过弯会导致内侧车轮与地面的压力减少甚至车轮离地,

平横杆将弯道内侧的悬挂弹簧下压力“补偿”给外侧的车轮摇臂,提高外侧车轮的支撑力,减少车辆侧倾角度。

平衡杆不是硬质杠杆,而是U形扭力弹簧,这样的好处就在于弯道内侧车轮悬挂的下压力并不是“直接等效”施加在弯道外侧的车轮上,避免“补偿的力量过硬”而使外侧车轮出现弹跳而失去抓地力,

此外还需要考虑四个轮子的受力平衡,当弯道外侧车轮下压力增加后,底盘整体的转向中轴线会向外侧车轮方向偏移,必然改变车辆过弯时的转向性能。

对于前轮驱动且重心靠前的北斗星,必然出现“转向不足”的现象,而将平衡杆加硬后(减小平衡杆的自身弹性),底盘更容易出现甩尾现象(转向过度)。所以提升弯道性能,应该首先从更换软质轮胎,加宽轮毂入手,而不是先将平衡杆加硬或加粗。

业内现有可改装提升北斗星过弯性能的平衡杆为英国的POWERFLEX生产,同时也是业内最齐全的底盘改装关节胶套制造商(下文有介绍)。

6减震器的要点

若不改变悬挂高度和原来的弹簧长度,使用更好的减震器都能为舒适性和操控带来改善,北斗星减震器改装中,最常使用的是德系的博韦德和日系的KYB,

博韦德是在广州生产的德国全资公司,广泛为国内生产的各种合资车型提供减震器改装方案,博韦德为北斗星提供带弹簧的减震器总成产品,无需玩家自己安装调整弹簧,

KYB是日本进口减震改装品牌(不带弹簧,需要单独安装),从性能定位和价格区间上分为Excel-G黑桶premium黑桶,NEWSRspecial蓝桶(运动款),LowferSports黄桶(降低悬挂款),GAS-A-JUST灰桶(后悬挂用)几个系列。

建议在预算许可范围内选择NEWSRspecial蓝桶以上的级别的产品,入门级黑桶的性价比并不比博韦德好。

7降低底盘-悬挂高度的正确方式

降低悬挂高度能降低车体整体的重心高度,也可以在让高速行驶时,利用底盘与地面之间的气流产生更大的下压力来提高底盘稳定性。

降低悬挂通常有:

1.更换短弹簧;

2.使用绞牙避震器;

更换短弹簧的方式简单且便宜,但需要知道以下几个原理,短弹簧不等同于将原有的弹簧截断一截长度,在机械原理上,同等直径的弹簧的压缩长度与提供的下压力成正比(用弹簧的弹性系数K来表示),

假如北斗星原厂正常的悬挂上下压缩的行程为5公分,当截断原来弹簧的长度后,车辆底盘更容易与地面产生磕碰而托底,所以当我们降低底盘高度的时候,就必须让悬挂的行程缩短,

改装用的短弹簧必然是比原车弹簧更粗(更高的K值/弹性系数),加粗弹簧带来的一个负面影响,那就是高速行驶时出现颠簸抖动,悬挂和轮胎之间的弹跳反应更加剧烈,轮胎和地面的抓地力变弱,为了弥补这种弹簧加粗带来的负面影响,建议使用变径螺纹形状的短弹簧(变径弹簧),能在不同的压缩位置上提供可变的弹力反馈,并使用材质更软的轮胎。

使用绞牙避震能解决短弹簧的上述缺陷,绞牙减震通过弹簧下部的两个法兰盘的位置调节,整体改变减震器塔顶的绝对高度而不改变弹簧的实际压缩工作长度。

对于降低或升高悬挂高度需要同时改变两个几何参数,一个是前悬挂的外倾角,一个是后止推杆的长度,让前轮和后桥重新回到平衡的位置上。

8为越野而升高悬挂

对于山地丘陵地带的玩家,升高悬挂能让底盘通过性更好,因为上文所谈到的弹簧行程原理,

正确的改装方法是悬挂关节与底盘之间加装增高垫,使得升高底盘后的悬挂运动角度保持与原车的平行一致。

9实用的气动改装方案

气动避震是用压缩空气气囊代替传统的弹簧+阻尼器的减震器,每个减震器通过电磁控制的充放气阀门调节气囊的气压,实现车辆悬挂高度的变化,

玩家可以用手机APP遥控或是在停车/打火时让车辆悬挂升高或降低,实为酷炫,北斗星的后悬挂采用拖臂+止推杆的结构,变化后悬挂高度都会导致后桥整体的左右偏移,

所以正确的改装方式是在或拖臂与后桥之间焊接补强件,提升后轮平行方向的受力强度。

10底盘强化的误区

在国内,北斗星被定位“廉价实用”小车,车身强化件产品市场一直被某宝上的低质价廉产品占据,从材料的特性,适合制作承的结构的铝合金有,,系列以及,系列,成分为镁-铝,主要用于制作山地自行车车架以及飞行器结构件,具有抗拉,抗震动的特性。

普通用途的系列铝,成分为硅-铝,主要用于制作家具五金件和加热保温零件,最大的缺陷在于反复的机械震动后,零件会“疲劳而变软失去强度”。两者从机械强度和成本上都相差巨大,对于淘宝上不到元的北斗星底盘强化件,称为“装饰品”并不为过。

如果对重量没有极致要求,不锈钢也是优异结构材料并且容易焊接,常用于制作汽车驾驶舱的防滚架(而缺点是不锈钢表面难以上色漆装饰)。

底盘强化件的安装位置和设计需要遵照原车的底盘机构,不同车辆的底盘结构差异使得同样位置的强化改装效果完全不同

本田飞度采用中置油箱布局设计,强化改装所使用的井字架并不适用于北斗星,反之北斗星原车底盘在纵向强度上优于本田飞度,若加装井字架和前下拉杆,强度不会提升太多还会降低底盘与地面的绝对高度导致通过性变差。

最常用的底盘强化件是前顶吧,用于连接前减震的顶端,减少过弯时车架受力时变形,并提高了车架横向的刚性。

日本本土SUZUKISPORT为铃木WAGONRRR开发前后顶吧强化改装件

(该品牌年停产,现今归于MonsterSport和IRD,代表的量产车型就是铃木速翼特)

可以看到前顶吧与左右减震器塔顶连接盘上的“爪式”结构,优化整体受力。

国内品牌为北斗星开发的前顶吧强化件安装效果。

另外一个被忽略的强化位置是平衡杆与下摆臂之间的机舱纵向加强杆,在国产化的北斗星X5车型,昌河原厂就加装了这一零件以提升底盘整体的强度和操控性能。

国内品牌为北斗星开发的机舱纵向加强杆安装效果。

如果需要经常走山路,后桥的左右后轮与底盘之间受到左右方向冲击力,除了原车的后止推杆,后下拉杆也能有效强化拖臂关节点的连接强度。

国内品牌为北斗星开发的后下拉杆安装效果,拉杆中间的弯折形状巧妙规避了排气管的位置,不会导致底盘最低离地高度的改变。

后顶吧连接在左右D柱小窗上方,能减少车顶侧向变形,对于安装车顶行李架并负重行李的车辆建议加装。

11被忽视的关节胶套

平衡杆和左右下单摇臂之间的关节胶套属于易损部件,在3万公里的使用后,原厂的胶套会出现近1mm磨损,平衡杆和左右下单摇臂之间的连接出现间隙,导致底盘异响和方向的虚位现象。

某宝上有黄色的硅胶关节套,但建议依然使用原厂的黑色硫化橡胶,材料角度上硅橡胶有很好的减震性能,耐磨损能力却远不及传统的黑色硫化橡胶,英国改装品牌POWERFLEX在业内推出WAGONR/北斗星的聚氨酯关节胶套,从材料性能上很好的解决了耐磨性和零件的变形问题。

除了在二手车整备中更换关键胶套,日常建议在胶套与平衡杆之间喷入WD40进行润滑保养,让前悬挂的关节运动效果在最佳状态。

12越野改装方案

越野车和普通轿车的典型区别,除了低速大扭力的四驱系统,底盘上采用独立的大梁结构,在日本大阪松原市的4x4prostaff公司(



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