「鍛造鋁合金」筒身設計 MX-5專用KW V3避震器發表

文、圖/童國輔

協力/ KW台灣分公司-德凱汽車(04)2473-2575

車輛/歐美輪胎(04)2252-0381

新款Mazda MX-5 ND因具備輕量化、優異底盤結構與雙人敞篷跑車的結構優勢,使其成為一部充滿駕駛樂趣的輕型跑車,而德國KW避震器也在第一時間研發,並推出對應此車的Variant 3高性能避震器,使MX-5的整體操控極限更上層樓,我們就來看看KW為這組Variant 3,進行了那些特殊的設計吧。

KW為了符合此車輕量化的先天定位,減震筒的外筒身不是過去V3上常見的「lnox Line」不銹鋼材質,而是特別採用鍛造鋁合金材質打造,重量只有1.96公斤,相當輕盈。

鋁合金筒身材質

輕量化+防銹效果

KW旗下避震器類型很多,其中最知名的一款莫過於Variant 3(簡稱V3),會這樣不是沒有原因的,V3避震器是KW將尖端的賽車技術下放到街道用途的頂尖避震器。內建壓縮與回彈阻尼雙向獨立軟硬調整功能,可根據自己的駕駛偏好或車輛改裝幅度(例如重量,輪胎抓地力或車身剛性強化程度等)進行伸縮阻尼反應的單獨調整。

V3的頂端旋鈕是設定回彈阻尼,共有16段可調,底部旋鈕是用來設定壓縮阻尼,有12段可調,每段都很有感覺,可以靈活設定出適合的軟硬感受。

透過此專利與獨特的調整功能,才能讓操控性能真正達到完面優化效果,因為透過此雙向軟硬調整功能,可允許增加「壓縮阻尼」,藉此獲得更多的輪胎抓地力,以強化轉向極限。此外也可藉「回彈阻尼」可調功能,讓減震筒的阻尼反應能與改裝彈簧做有最佳的搭配,使車輛的操控極限有所提昇。至於V3的阻尼設定是回彈阻尼有16段可調,壓縮阻尼有12段可調,每段都很有感覺,可以靈活設定出適合的軟硬感受。

 

而這組專為Mazda MX-5 ND車款所設計的產品就是V3型號,且KW為了符合此車輕量化的先天定位,減震筒的外筒身不是過去V3上常見的「lnox Line」不銹鋼材質,而是特別採用鍛造鋁合金材質打造,除了可保留「lnox Line」不銹鋼材質具備的防銹功能外,還可徹底減輕避震器筒身的重量,以維持Mazda MX-5 ND靈活動操控性能。

KW其下街道型避震器幾乎都採用雙彈簧設計,其中扁平狀的彈簧是不具有吸震作用,安裝於車上後會整個壓縮密著,其功用在避免筒芯大幅拉伸時,主彈簧會跑位,可輔助固定主彈簧之用。

安裝說明書超詳盡

歐美輪胎技術高超

除了KW避震器本身製做水準的相當嚴謹外,想要發揮這組避震器的真正效能,在安裝時也需有專業的技能才行,為此筆者特別觀察台中歐美輪胎的安裝過程,發現店內技師在拆卸或上鎖螺絲時,都會盡可能使用手工具來進行,而不會為了趕時間,使用氣動工具一直猛打螺絲,如此才能避免將零件拆壞。

這組避震器在安裝時須將原廠上座移到KW避震器上,且KW還額外製做一組紫色墊圈,用來牢牢固定主彈簧上端,同時提供更優異的路面回饋感。

此外,安裝KW避震器時也會先閱讀KW提供的安裝說明書,先將原廠避震器所需保留的零件,移到KW避震器上,再依照說明書上的內容,準確地設定前後輪的車高,最後再上路調整合乎車主需求的阻尼軟硬設定,整個過程不疾不徐,讓人見識到歐美輪胎高超的底盤安裝與調校功力,讓人可以很放心地將車輛交給他們。

由於不同車款的的車高設定都不一樣,因此歐美輪胎都先詳細閱讀KW提供的安裝說明書,準確地設定前後輪的車高,最後再上路調整合乎車主需求的阻尼軟硬設定,整個過程不疾不徐,讓人見識到歐美輪胎專業的底盤安裝與調校功力。

 

 

透過KW V3避震器的換裝,搭配Mazda MX-5 ND前雙A臂、後多連桿的懸吊設計,使得這部車的山路操駕樂趣又更上層樓了。

 

剛韌兼備Triple S陽旻彈簧工廠探訪

文/童國輔

圖/童國輔、陽旻提供

協力/陽旻企業(07)614-2895

「彈簧」是用來吸震用的零件,使用於許多日常物品上,這個看似簡單的東西,卻須同時扮演剛性與強韌的功能,如何把它做好,可是需要花費不少心力與研發技術。這次筆者應國內彈簧製造大廠-陽旻企業之邀,前往生產總部探訪,不只看到彈簧的生產流程,更見識了其「嚴謹」與「創新」的生產技術。

陽旻企業已擁有近46年的歷史,其不但是台灣首屈一指的彈簧大廠,更是少數可以整合從原物料、彈簧製作到成品完成(粉體印字)都在同一工廠完成的專業彈簧製造商,更是許多國內外汽機車廠的彈簧供應商。

創立近46年歷史

多家汽機車廠代工

在前往陽旻企業總部採訪之前,筆者已設想過許多關於彈簧的知識,包含彈簧鋼不同於一般鋼材、珠擊、粉體塗裝或冷捲/熱捲等,不過到了陽旻總部後,才知道原來過去學得還太少…。

彈簧的生產流程圖

一進到位於高雄燕巢的陽旻企業總部內,印入眼簾的是佔地上千坪的廠房,該公司成立已近46年的歷史,其不但是台灣首屈一指的彈簧大廠,更是少數可以整合從原物料、彈簧製作到成品完成(粉體印字),都在同一工廠完成的專業彈簧製造商,並於1995年通過ISO 9002品保認證,2005年通過IOS/TS16949汽車品質認證,2015年獲得IS0:14001 認證,產品品質絕對值得消費者信賴,且其中的IOS/TS16949全球汽車產業品質管理系統認證,是最特別的認證,想要取得這項認證,除了公司內部需進行整體改造外,連周邊協力廠商也須同步升級才行,有了這項認證代表生產品質已是業界指標,才能取得車廠的訂單,因此陽旻也是國內外許多汽機車廠的彈簧供應商,包含台灣光陽機車(KYMCO)、三陽機車(SYM)、山葉機車(YAMAHA)、泰國本田(HONDA)、越南本田(HONDA)、越南KYB,歐洲重型機車BMW、歐洲重型機車HONDA、日本SHOWA、SRAM等,連離合器彈簧與汽門彈簧都有生產。

成型:陽旻廠內的彈簧都是採用冷捲+電腦成型的方式進行製造,相較於熱捲製程,冷捲優點在於彈簧性質穩定耐久,缺點則是成本高。

而為了確保產品質量穩定與頂尖,陽旻企業集團旗下除了彈簧生產工廠,還擁有金屬線材生產工廠,透過上下垂直整合的生產方式,不只確保「原料品質良好穩定」外,還可兼具「降低生產成本」與「原料缺點修正速度快」的優勢,使陽旻生產的彈簧能成為業界頂尖的代表。目前除了台灣總部外,陽旻企業在國外還有三個據點,包含泰國曼谷、越南河內與越南胡志明等。

熱處理:此步驟的目的在於消除金屬中的內應力,防止零件加工後變形及開裂,並且在回火後得到某種特殊性能,如較高的強度、彈性和韌性等。

研磨:使彈簧上下端能平整化,以符合避震器上座與托盤的形狀。

珠擊:利用高壓空氣的噴?,或機械式的旋轉?心?,讓金屬珠粒不斷撞擊彈簧表面,除?可增加表面的強?與硬?,並在?屬表面上建?起一層內在的壓應?,以增加對疲?的抵抗。

 

壓縮:將成型的彈簧壓縮到密著程度,目的在使彈簧的長度穩定下來,以符合規格所需。

粉體塗裝:彈簧本身是會扭轉與壓縮的線材,因此表面上的塗裝須利用含樹脂的漆料來高溫上色烤漆,藉此提高漆料硬度、膜厚與覆蓋力,不會因使用而裂開受損。

經過多道品質測試

確保質量符合標準

陽旻企業為了進行產業升級,以符合全球工業生產的進化腳步,多年來進行了很多的努力,除了進行企業內部體質改造,全體員工培訓半年計畫外,還導入最新的生產管理、產品測試的管理流程,其中投入成本最驚人的就是產品測試這部分。陽旻企業從一開始的線材生產就進行檢測,透過包含鋼材硬度測試、金相顯微鏡檢測、彎曲試驗、扭曲試驗等,確保彈簧鋼線材品質無虞後,才會進行後續的彈簧生產工作。

而當彈簧生產完成後,還會進行荷重實驗、耐久測試、鹽水噴霧實驗、3D模擬與彈性測試等,所有彈簧出廠皆需通過原廠標準的30萬次耐久試驗與480小時的鹽霧試驗,以確保產品能符合各大車廠的標準。

荷重測試:其實對車用彈簧來說,荷重能力也是很重要的條件,因此出廠前都須進行測試,荷重能力不足,輕者彈簧歪曲變型,重則彈簧斷裂,因此車用彈簧最好是專車專用設計。

耐久測試:雖然符合標準的彈簧只需通過30萬次的擠壓測試即可,不過陽旻旗下最好的彈簧即使進行100萬次的擠壓耐久測試,性能依舊穩定都沒問題。

電腦3D模擬測試:每款彈簧在開發時都會先經過3D模擬測試後,才會開始生產製造,以提昇開發速度與除錯率。

這部金屬殘留應力分析儀,是運用X射線分析金屬材料之表面殘留應力,藉此做為彈簧設計與線材的改進方向,是非常昂貴且稀有的檢測儀器。

Triple S超高性能彈簧

濃縮陽旻多年精華

過去陽旻企業所生產的彈簧都是以OEM/ODM為主,不過為了迎合時代進步與企業轉型,該廠也特別推出自有品牌的產品,除了對應原廠減震筒的專車專用Triple S短彈簧套件外,日前也推出名為「Triple S超高性能彈簧」的產品,這款產品式濃縮陽旻多年來生產彈簧的經驗,並歷經6年時間研發而來的頂尖產品,專門設計給高低可調改裝避震器換裝使用。

這個房間是負責進行線材彎曲試驗與扭曲試驗的地方,藉此測試線材的強度與韌性是否符合標準。

據陽旻企業表示,「Triple S超高性能彈簧」本身是採用2100 MPa高抗拉強度(Tensile strength)的鋼線材料(一般改裝彈簧只有1800MPa) ,彈簧應力高達120kgf/ mm2,加上全新的彈簧製程,使得彈簧的節距(Pitch)可以拉大,即使彈簧的圈數減少,依然可獲得相同的K值表現,也因為減少彈簧圈數,使得彈簧重量更輕,更有利於底盤輕量化。

 

此外,因為輕量化和高應力,所以會比同規格的彈簧呈現更清晰的路感,也讓車子在動態行駛時輪胎的負擔變少,可以有效降低賽道輪胎溫度,更重要的是由於耐久性提高了,長時間競賽行駛更不容易出現彈性疲乏的問題,讓賽車操控穩定,有利追求高分。

Triple S超高性能彈簧是使用表格最下方的鋼線材料製造而成,彈簧應力高達120kgf/ mm2,是目前最佳的車用彈簧製造材料。

簡單來說,「Triple S超高性能彈簧」較一般改裝避震器上面使用的彈簧而言,有著「輕量化」、「高耐久性」、「路感清晰」、「彈性穩定」與「可用行程更長」等優勢,使其高速壓縮時不易密著而失去減震功能,避震器也不易觸底而發出巨大聲響,如果您希望愛車在改裝避震器後,能有更敏捷的操控反應,與更舒適的乘坐性,可以考慮只購買改裝避震器桶身,然後搭配「Triple S超高性能彈簧」,陽旻有齊全的彈簧尺寸可對應,相信可以讓改裝費用花得更有價值。

值得一提,「Triple S超高性能彈簧」除了推出直捲式樣外,也有酒桶型彈簧,非常適合使用在掀背車上,因為這種彈簧擁有更多的壓縮行程,不用擔心彈簧太軟容易密著碰撞,且彈簧K值的反應比較緩和與線性,使後座乘客坐起來更舒適。

黑色為一般彈簧,綠色中間為Triple S超高性能直捲彈簧,最右側為Triple S超高性能酒桶型彈簧,可以發現後兩者的彈簧間距比較大,但三者的K值表現是相同的,如此在彈簧圈數比較少下,可以使得彈簧重量更輕,更有利於底盤輕量化。

 

 

ARTC場地終極測試見真章Triple S超高性能彈簧勝出!

陽旻旗下的Triple S超高性能彈簧,為了達到國際車用彈簧最高標準的水準,除了在製程與研發上費盡苦心外,日前也特別前往彰濱ARTC場內進行了「繞錐」與「定圓」走行的終極測試,目的除了可對產品特性有深入的了解外,也希望能藉此找出產品不足之處外,並加以改善,讓產品實力更加堅強。


第一步:定圓行駛測試

車身側傾愈小愈好

為了進行這次的測試,陽旻找了國內知名的資深車手-李一統來負責駕駛車輛,同時在車內架上V-BOX儀器,透過內建的縱橫向重力G值感應器、GPS車速感應器,與加裝於方向盤上的轉向舵角感應器等,收集精確的車輛於測試時的「加速度」、「左右側傾角度」與「方向盤轉向幅度」等資訊,以進行分析比較。至於測試車輛是一部已安裝日本Cusco避震器的Subaru Forester SJ車款,會先進行Cusco避震器+Cusco彈簧的對照組測試後,再換上Triple S超高性能彈簧+Cusco避震器,進行實驗組的測試。

車內會架上V-BOX儀器,透過內建的縱橫向重力G值感應器、GPS車速感應器,與加裝於方向盤上的轉向舵角感應器等,收集精確的車輛於測試時的「加速度」、「左右側傾角度」與「方向盤轉向幅度」等資訊,以進行分析比較。

首先進行的測試項目是「定圓行駛」,會讓車輛繞著地上畫有白線的圓型賽道內行駛,隨著車速不斷提高,車身側傾的角度也會愈來愈大,同時增加外側輪胎的負荷,到一定車速輪胎會失去抓地力,開始無法聽話的行駛於固定的路線上,這是車速就需放慢下來,才能重新掌握車輛。如果彈簧本身的荷重能力強的話,車身側傾的情況就會比較小,在重心沒有大幅壓在外側輪胎下,相對外側輪胎所需承載的重量就會比較輕,車速也就可以適度提高,因此這個測試項目的觀察重點在側傾角度、車速提昇幅度與方向盤轉動角度等三個項目上。

經過測試後可以發現Triple S超高性能彈簧的側傾角度是在1.9~3.1度之間變化,相較於一般直捲彈簧的3.1~4.5度的變化,側傾角度小很多,且前者方向盤轉動的範圍可以比較大,方向盤回饋有安定性,能提昇駕駛者信心度。

經過測試後可以發現Triple S超高性能彈簧的側傾角度是在1.9~3.1度之間變化,相較於一般直捲彈簧的3.1~4.5度的變化,側傾角度小很多,且前者方向盤轉動的範圍可以比較大,方向盤回饋有安定性,能提昇駕駛者信心度。結論是Triple S的荷重表現較佳。

連續繞錐時Triple S彈簧的左右側傾角度相當一致,都在3.0~-3.0度之間,提供駕駛者有更多的信心,可以大幅轉動方向盤出入彎,至於一般直捲彈簧的左右側傾角度就沒有很一致,在4.0~-1.5度之間擺盪,代表彈簧的支撐力與反應,在這個車速下已達到極限,才會使車輛出現難以控制的狀態。

第二步:連續繞錐測試

左右鐘擺一致最好

第二個測試項目是「連續繞錐」,車輛在連續繞錐時,如果彈簧本身的彈性係數表現不夠溫和漸進,或無法提供足夠的支撐力,或回彈的速度不夠快時,車輛就會愈開愈難控制,除了左右鐘擺的角度無法一致外,側傾的情況也會愈來愈嚴重,方向盤自然不敢轉太多,車速也會放慢,因為怕下沉太多的前輪會推頭轉不過去。

經過測試可以發現,Triple S彈簧的左右側傾角度相當一致,都在3.0~-3.0度之間,提供駕駛者有更多的信心,可以大幅轉動方向盤出入彎,代表50-60km/h的測試速度還沒到Triple S彈簧的極限,或許可再提高繞錐速度。至於一般直捲彈簧的左右側傾角度就沒有很一致,在4.0~-1.5度之間擺盪,代表彈簧的支撐力與反應,在這個車速下已達到極限,才會使車輛出現難以控制的狀態,反應在轉向角度上就是變得比較保守,出入彎時不敢轉太多,怕失控。結論是Triple S彈簧的支撐力與反應速度表現較佳。

總結:不論是定圓行駛或連續繞錐,Triple S超高性能彈簧的整體表現,都比一般直捲彈簧還要優異。