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避震器#

偏频#

在我们选择避震器弹簧前,我们先需要知道偏频的概念,一个避震器主要的特性由弹簧决定,弹簧的 K 值基本决定了这个避震器整体的行驶感受。

计算车辆偏频(Ride Frequency / Natural Frequency)是底盘调校从「凭感觉」走向「科学量化」的重要一步。偏频剥离了车辆重量、杠杆比等外在因素,直接反映了悬挂在动态中给人的绝对软硬体感。偏频算完之后,还可以用 平顺贴地(Flat Ride) 理论来判断前后弹簧搭配是否合理。

计算假设#

这里参考十代思域 Hatchback 的说明书中的重量分布,以及悬挂几何参数。

以下所有避震共用同一组车辆与悬挂几何假设:

项目 数值 说明
整备质量 1322 kg(前轴 800 kg,后轴 522 kg)
驾驶员重量 75 kg 前轴 +40 kg,后轴 +35 kg
前轴杠杆比 \( MR \) 0.95 麦弗逊悬挂,避震器几乎直连羊角
后轴杠杆比 \( MR \) 0.7 多连杆后悬挂
前轴单轮非簧载质量 \( m_u \) 45 kg 含车轮、刹车(AP9440 较轻)、摆臂一半等
后轴单轮非簧载质量 \( m_u \) 35 kg 同上

由此得出单轮簧载质量:

\[ m_{sf} = 375\,\text{kg},\quad m_{sr} = 243.5\,\text{kg} \]

核心公式#

轮上刚度(Wheel Rate, \( K_w \) — 弹簧 K 值经杠杆比平方衰减后,才是车轮实际感受到的硬度,计算公式为 \( K_w = K_s \times MR^2 \)

\[ K_w = K_s \times MR^2 \]

其中 \( K_s \) 为弹簧刚度,\( MR \) 为杠杆比(Motion Ratio)。

偏频(\( f_n \) — 单轮簧载质量与轮上刚度决定的固有振动频率:

\[ f_n = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{K_w \times 1000}{m_s}} \]

其中 \( m_s \) 为单轮簧载质量(kg),\( K_w \) 单位为 N/mm(公式中乘以 1000 换算为 N/m)。

单位换算:弹簧 K 值常以 kg/mm 标注,\( 1\text{ kg/mm} = 9.81\text{ N/mm} \);英制弹簧 \( 1\text{ lbs/in} \approx 0.175\text{ N/mm} \)

偏频对比#

以下汇总 FK7 两厢原厂、ST-X(前 4K / 后 5K)、当前 BC DS(前 6K / 后 7K)三种设定的弹簧刚度、轮上刚度与偏频。轮上刚度 \( K_w = K_s \times MR^2 \),杠杆比统一取前轴 0.95、后轴 0.7。

避震 前弹簧 \( K_s \) 后弹簧 \( K_s \) 前轮上刚度 \( K_w \) 后轮上刚度 \( K_w \) 前偏频 \( f_n \) 后偏频 \( f_n \)
原厂(FK7 两厢) 130 lbs/in(22.77 N/mm) 162 lbs/in(28.37 N/mm) \( 22.77 \times 0.95^2 \approx 20.55\text{ N/mm} \) \( 28.37 \times 0.7^2 \approx 13.90\text{ N/mm} \) 1.18 Hz 1.20 Hz
ST-X 4 kg/mm(39.23 N/mm) 5 kg/mm(49.03 N/mm) \( 39.23 \times 0.95^2 \approx 35.40\text{ N/mm} \) \( 49.03 \times 0.7^2 \approx 24.03\text{ N/mm} \) 1.55 Hz 1.58 Hz
BC DS(当前) 6 kg/mm(58.86 N/mm) 7 kg/mm(68.67 N/mm) \( 58.86 \times 0.95^2 \approx 53.12\text{ N/mm} \) \( 68.67 \times 0.7^2 \approx 33.65\text{ N/mm} \) 1.89 Hz 1.87 Hz
  • 原厂:前轴弹簧因车型略有差异(126–134 lbs/in),偏频约在 1.16–1.20 Hz 之间。
  • ST-X:相较原厂,前后偏频同步抬升约 0.35–0.38 Hz,已进入偏运动的街道设定区间。
  • BC DS:虽然为了 Flat Ride 和让后轴更加活跃,将后轴弹簧从默认的 5K 加大到了 7K,但不确定后桶芯是否有针对性重设阻尼,因此并未将后轴弹簧加大到 8K 或 9K 这样的更理想值。

可以注意到,原厂和 ST-X 都是默认后轴弹簧大于前轴弹簧,显然是考虑了 Flat Ride 的问题,而 BC 默认前轴弹簧大于后轴弹簧,个人倾向于是摸了个通用数据就各个车型直接套了。

平顺贴地(Flat Ride)#

上面偏频本身只描述单轴「有多硬」,但车辆行驶时是前后轴依次碾过同一路面起伏的。平顺贴地(Flat Ride)理论回答的是:当前后轴偏频呈什么关系时,车身才会整体垂直起伏(Heave),而不是像跷跷板一样俯仰(Pitch)

赛车工程的经验法则是:后轴偏频应比前轴高 10%–15%。下面从时间差和振动周期解释这一比例从何而来,并以 BC DS 当前设定(前 1.89 Hz / 后 1.87 Hz)为例说明为何后轴 7K 弹簧仍偏软。

前后轮碾过同一起伏的时间差#

路面起伏不会同时作用于四个车轮——前轮先压过,后轮因轴距滞后才压过同一处。滞后时间 \( \Delta t \) 取决于轴距与车速:

\[ \Delta t = \frac{L}{V} \]

以 FK7 轴距 \( L = 2.7\,\text{m} \)、高速公路巡航 \( 100\,\text{km/h} \approx 27.8\,\text{m/s} \) 为例:

\[ \Delta t = \frac{2.7}{27.8} \approx 0.097\,\text{s} \]

即前轮被顶起并开始振动约 0.097 秒后,后轮才压过同一起伏。

俯仰(Pitch)与平顺贴地#

前轮先动、后轮后动,前后偏频的关系决定了车身呈现两种截然不同的动态:

俯仰共振(Pitch Ride)—— 我们以当前 BC DS 当前状况为例

若前后偏频接近(当前前轴 1.89 Hz、后轴 1.87 Hz):

  1. 前轮压过起伏,车头向上跳起再回弹。
  2. 约 0.097 s 后,后轮压过同一起伏,车尾向上跳起。
  3. 因前后振动周期几乎相同,后轴响应会稳定落后前轴约 0.097 s,形成持续的前后交替晃动。

体感上车身像跷跷板:车头跳完车尾跳,高速巡航时表现为「蹦蹦跳跳」的抛离感,也破坏高速下车身姿态的稳定性。

平顺贴地(Flat Ride)—— 目标状况

若后轴偏频比前轴高 10%–15%:

  1. 后轴偏频更高 → 后悬挂振动周期更短,弹跳节奏更快。
  2. 前轮压过起伏开始较慢的振动;0.097 s 后后轮压过,以更快的节奏响应。
  3. 后轴在相位上「追赶」前轴,使车头与车尾在第一次回弹时同时回到水平

车身不再跷跷板式俯仰,而是作为整体完成一次垂直位移后迅速平静——路面起伏被「熨平」,即 Flat Ride。

后弹簧选型:为何未来应该考虑 8K / 9K#

以 BC DS 前轴偏频 1.89 Hz 为基准,取 12% 间隔作为 Flat Ride 目标:

\[ f_r^{\text{目标}} = 1.89 \times 1.12 \approx 2.12\,\text{Hz} \]

由偏频公式逆推所需后轴轮上刚度(\( m\_{sr} = 243.5\,\text{kg} \)):

\[ K_{wr} = \frac{(f_n \times 2\pi)^2 \times m_s}{1000} \]\[ K_{wr} = \frac{(2.12 \times 2\pi)^2 \times 243.5}{1000} \approx 43.2\,\text{N/mm} \]

再经后轴杠杆比 \( MR = 0.7 \) 逆推弹簧刚度:

\[ K_{sr} = \frac{K_{wr}}{MR^2} = \frac{43.2}{0.49} \approx 88\,\text{N/mm} \approx 9.0\,\text{kg/mm} \]
后弹簧 轮上刚度 \( K\_{wr} \) 后轴偏频 相对前轴(1.89 Hz)
7K(当前) 33.65 N/mm 1.87 Hz 后轴略软
8K ≈ 38.4 N/mm 2.00 Hz +6%
9K ≈ 43.3 N/mm 2.12 Hz +12%(Flat Ride 目标)

当前 7K 后弹簧扣除 0.7 杠杆比后,轮上刚度仅 33.65 N/mm,后轴振动节奏不足以追上前轴。更换 8K(偏频约 2.0 Hz)可明显改善俯仰;若要贴近 12% 的 Flat Ride 目标,则需 9K 后弹簧。这也是 BC DS 定制时从原厂搭配(前 6K / 后 5K)将后轴加大到 7K 仍不够、后续可能继续加硬的原因。

阻尼与偏频的关系#

注意,避震器上的阻尼旋钮(Clicks)不会改变系统的固有偏频(\( f_n \)),但会轻微降低实际弹跳的阻尼偏频(\( f_d \)):

\[ f_d = f_n \sqrt{1 - \zeta^2} \]

其中 \( \zeta \) 为阻尼比(汽车通常在 0.3–0.6 之间)。

  • 阻尼极软(\( \zeta \to 0 \))时,车辆以接近 \( f_n \) 的频率持续晃动。
  • 阻尼调硬后,摆动频率略降(如从 1.89 Hz 降至约 1.80 Hz),并在 1–2 次起伏内迅速停止。
  • 选配弹簧和机械设定时只看无阻尼偏频(\( f_n \);弹簧 K 值定下车辆性格底色,阻尼只是在修饰这个底色。

ST X#

Model3 轮毂 + ST-X 避震器

价格:9000 CNY(包含安装费 800),改于:2021/11

官网链接:https://www.st-suspensions.net/products/coilovers/x_coilovers

这是一个阻尼不可调的避震,搭配前 4K、后 5K 弹簧,需要复用原车塔顶。考虑到自己的主要用车环境是铺装路面的街道驾驶,没有选择可调阻尼的版本,本来有个价格相仿的可调阻尼的备选——BuddyClub Sports Spec,但是问了一下改装店老板表示:「漏油,异响,车高超低,看你倒不倒霉」,遂决定使用这款避震。

改避震,这个话题其实有非常多的需要考虑的点,比如:

  1. 改了避震之后车高会降低多少?以及是否可以接受修改了的车高而带来的通过性的变化
  2. 你的改装店真的会正确安装避震吗?
  3. 车辆滚动中心的改变是否在预期内
  4. 车高降低之后产生的负倾角是否有考虑到?

避震参数#

先放说明书上的图:

根据上图,我的避震数据:

位置 数据
前轴 Measurement A

(李子串紧固螺丝到避震弹簧和调节器交界处的距离)
19cm

(已经达到说明书上建议的 17cm-19cm 中最大值)
前轴 Measurement B

(轮毂中央到翼子板边缘距离)
34cm
前轴翼子板距离地面距离

65cm

其中,「前轴翼子板距离地面距离」测量方法参考:https://www.bilibili.com/video/BV1GK4y1W7a6 中 14:28 的位置(视频中避震为 BuddyClub Sport Spec,他的距离为 66cm(也就是店家说的:超低,调不高的避震,轮胎为 Cup2(225/40/R18),轮胎直径相较我的 MC6 差距 1.5mm)

为了尽可能提升车高(提升通过性)前轴已经调整到了避震器建议预压的最大高度(前轮中根据上文说明书的 measurement A 已经达到了 19cm),下图是侧后方拍摄的改了避震之后的样子 下图是侧面拍摄的改了避震后的样子

换上新避震之后车高大概降低了 3cm 左右。避震安装后的实际驾驶感受我们先按下不表,为了营造一个靠谱的改装氛围,这里想先唠叨一下关于改避震前需要考虑的点。

ST-X 避震开起来是什么感觉#

直观来说,起步和刹车时候的抬头和点头现象得到了非常明显的抑制,在入弯和出弯的过程中对于侧倾的抑制也非常的明显,对于快速通过桥面和路面的接缝的时候,原厂避震的把人抛起来在落下去的感觉消失了,感觉车会一直贴着地面。

同时,在普通路面驾驶的时候可以更多的感觉到路面起伏带来的车辆的晃动,会感觉车辆的「整体感」(硬度)更好了。

BC DS#

BC DS 避震器 + N980 轮毂

价格:8700 CNY(包含安装费 1500),改于:2026/06

BC DS 原厂弹簧搭配为前 6K 后 5K 弹簧,要考虑 Flat ride 且希望让车尾更加活跃的问题,所以后轴弹簧定制加大到 7K(但是不确定后桶芯是否有针对性重设阻尼)。

ST-X 是一个比较入门的好避震器,前后 K 值搭配合理,但是经过了 4 年的使用和不少激烈的驾驶后阻尼油黏度明显下降,而且由于没有可调倾角,在赛道中胎肩磨损很大导致轮胎不能正常消耗,且换上了的更宽的轮胎后飞坡场景下轮胎会蹭到翼子板内衬,综合考虑后目前已经安装上了 BC DS 避震器(定制了前 6K、后 7K 的弹簧和鱼眼塔顶)。

目前后轴调到了可调的最高点(目前大约两指高度),前轴调到了可调最大值减 1 cm 的位置(大约两指高度),可调鱼眼已经拉到了最大的位置。

对比 ST-X 避震,车高提升了一些,其中后轴更明显。偏频与 Flat Ride 分析见上文 汇总平顺贴地(Flat Ride)

产品特性#

官网介绍摘要:

  • Highly Customizable — 高度可定制
  • Mono-Tube Shock Design — 单筒式设计
  • Digressive Piston And Damping Curve — 渐进式活塞与阻尼曲线
  • Satin Chrome Finished Shock Body — 缎面镀铬筒身
  • Height Adjustment Independent Of Spring Compression — 车高调节与弹簧预压独立
  • 30-Clicks Of Simultaneous Compression/Rebound Adjustment — 30 段压缩/回弹同步可调
  • Front Camber Plates Standard On Applicable Kits — 适用车型标配前塔顶倾角调节
  • Rear Camber Plates Available For Applicable Kits — 适用车型可选后塔顶倾角调节
  • Custom Spring Rates And Swift Springs Available — 可定制弹簧 K 值及 Swift 弹簧
  • Custom Valving Or Valving Paired For Custom Spring Rates — 可定制阻尼阀系,或与定制弹簧 K 值配对
  • 1-Year Warranty Against Manufacturers Defect — 一年质保
  • Fully Rebuildable — 可完全翻新重建

四轮定位#

Guide Pin 已经拔除,塔顶推到了最大值,同时避震器顶上鱼眼也已经拉到了最大值,最大 Camber 略低于预期。

避震 前轴(左,右) 后轴(左,右)
BC DS(当前) -02.01°,-01.66° -01.89°,-01.60°
ST-X(之前) -00°39′,-01°11′ -02°35′,-02°19′

侧裙离地间隙#

测量两个轮子中间原厂侧裙最低点到地面的距离(两测量点间距 1957 mm):

位置 离地距离
16 cm
19 cm

相关博客文章#

你的改装店真的会正确安装避震吗?#

你在去装之前肯定不知道他会不会装避震,最多是通过观察他们店是否在一些圈子中比较有名来判断大家是否会经常去装,但是这样也并不一定能保证安装好你的避震,这里个人建议可以先到他们店中看看其他的改装项目,顺便和实际操作的师傅随意聊聊并观察在改装其他车的时候的实际操作来决定,关于随意聊聊,这里准备了几个话题:

  1. 改完避震之后是否需要做衬套复位?(啊,没有啊?)
  2. 改完避震之后有没有四轮定位(没有?那建议直接转身就走)
  3. 车高如何调整,可以调到多高?(如果只回答 x指,比如:三指,两指,但是没法回答你关于可调节范围的话,那说明改装店师傅技术看可能确实不太行)
  4. 改了避震之后滚动中心的改变有没有办法修正(其实是可以的,通过可调摆臂,如果师傅回答不知道的话…)
  5. 改完避震之后产生了一个倾角,这个对于日常驾驶有什么影响(实际影响:导致轮胎偏磨)
  6. 塔顶螺丝的扭矩是多少?
  7. 避震弹簧是否需要预压?
  8. 改变车高之后避震是否会变硬?(其实是不会)
  9. 安装避震的时候羊角,摆臂和塔顶是否有清理?

如果以上问题问道师傅都是一问三不知,三问九摇头的话,那么建议你再考虑考虑…毕竟避震都是避震(只要不是假货),但是安装的时候很多重要的点被忽略了的话,可能装上去体验会非常的差,轻则异响/破坏车辆弯道循迹性,重则损坏避震或者塔顶…

如果以上问题你也是第一次听说的话,也建议先缓缓并多做些功课,原厂避震其实没有想想中的那么差,尤其是你不知道新避震会带来什么负面影响的时候,人和车一起成长绝对比无脑花钱跟风改装更加有意义