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如何了解山地车后避震阻尼器构造和阻尼器的作用

这是一篇关于如何了解山地车后避震阻尼器构造和阻尼器的作用的技术贴
方法/步骤
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阻尼器是后避震器最主要的元件,阻尼器(damper)或称减震筒 (shock absorber),避震器中不论气室弹簧或是线圈弹簧都只是提供一个弹性体,当遇到冲击时它会压缩,在回弹时又把大部分的能量"还"给使用者,所以需要利用阻尼器来把震动的能量吸收掉。好的避震器跟差的避震器的差异就在阻尼器的设计,最简单的阻尼器就是只靠套筒间活塞的摩擦力,而复杂的阻尼器可以设计到像下面的CaneCreek/Ohlins double barrel一样。

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Rockshox Deluxe Damper分解这支是车友操坏之后送给我拆的,算是蛮早期的产品,但是里面的元件该有的都有,比起现在一些台制的产品还好上许多,毕竟这在当时也是要好几千块的,它的构造跟一般在汽车或机车用的避震器一样,简略的构造图请见下

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Dougal.co.nz这个网站里有动画描述作动过程。其中最右端的是高压气室(IFP chamber),以一个浮动活塞(Floating piston)跟油室(Oil chamber)隔离,这个气室通常是充高压的氮气,它的用处是吸收左端的活塞进入时所增加的体积或因温度变化时油的体积变化,且能避免活塞在回弹时因为油的回流速度太慢而产生气泡的现象。主活塞(Main piston)与薄片堆叠(shim stacks)则是阻尼器的核心元件,即由油通过活塞时所产生的阻力来将震动能量转换为热能而达到吸震的效果。下面是Deluxe拆开后的阻尼器主活塞的特写,活塞往上移动是避震器压缩方向,活塞往下走则是回弹方向。

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拆开后的主活塞与薄片堆叠,上半部是负责的回弹薄片,下半部则负责压缩阻尼,整个活塞都是以上面的螺丝固定在阻尼杆(damper shaft)上,而这个螺丝中心有个直通的孔,这在下面的照片可以看到,注意下面的Compression stack大小是能把整个孔径盖注的。

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这是主活塞正反面的特写,可以看到大小孔径在两面的高低不一,而标示为C的是压缩时流过油孔,R则是回弹时的油孔,上下端的油孔都是直通的,回弹与压缩的薄片会把各自把相对的油孔盖住,而不同的高低则使油在回弹与压缩时能通过各自的油路而达到不同的阻尼。

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它的运作是这样的,在主活塞的Down侧,压缩薄片把C油孔盖住,当避震器压缩(主活塞的Down侧往垂直於萤幕方向远离你),由於回弹油孔R被在Up侧的回弹薄片盖住,因此油被迫通过C油孔推动薄片而产生阻尼。回弹时(主活塞的Down侧往垂直于屏幕方向接近你),压缩薄片将C油孔盖住,而主活塞的高低差使油能进入R油孔,推动回弹薄片产生回弹阻尼。C油孔明显大於R油孔,因此压缩阻尼会远小于回弹阻尼。这些油孔大小与薄片堆叠的设计则会决定了这个避震器的阻尼表现,这就是各厂家设计好坏的差异。下面这张照片是拆开之前阻尼器从上向下看的样子,R油孔被回弹薄片盖住,而回弹薄片则没有全部盖住C油孔,这边可以看到锁固螺丝中心的油孔,它是连通到阻尼杆下方的bleed port,不管在压缩或回弹行程,这个孔都是连通的,但因为主活塞上的回弹孔较小,所以在调整时对回弹阻尼的影响会比较大,而对压缩阻尼则几乎没有影响。

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这边则可以看到调整bleed port油孔大小的回弹控制针(Reboundcontrol needle),当转动回弹钮时则会改变圆锥形针头到孔的距离,因而改变bleed port的可流通孔径,达到调整回弹大小的目的。以上是Deluxe的运作简介,由于避震器的空间狠小,必须将回弹与压缩功能都坐在同一个活塞上,使用薄片堆叠的设计其实是相对方便的,因此好一点的避震器都是用这样的构造,而学问就在油孔与堆叠的设计。有外接油壶的设计的原理也是一样,只是它的IFP chamber就跑到油壶上,而在油壶连接到避震器主体的油路上就可以用来做压缩阻尼的调整,较大的散热面积也会比较适合用在较激烈的用途上

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