汽車百問
【百問】車體輕量化改造問與答(上)
過度減重反而不力高速抓地力
2024.03.08 作者:OPTION 圖片來源:OPTION編輯部
想要提升車輛的加速與操控反應,除了強化動力輸出與底盤條件外,有時適度減輕車重,反而可以透過提升車輛均衡度的方式,達到相同甚至更好的效果,那車體輕量化到底該怎麼改造才正確呢?我們就透過問與答的方式,來幫大家解惑吧!
問題一:從哪裡開始輕量化最有感覺,也最容易進行?
簧下負重減輕效果大
如果想要減輕車重負擔,從何處開始進行是效果最明顯的呢?答案是「簧下荷重」的減輕。該處指的是從懸吊到輪胎的可動部分,包含車輪、煞車、避震器與懸吊結構等零件都包含在內,如果我們將注意力放在懸吊系統這個部分,就不難想像簧下重量愈輕效果愈佳的說法。
首先,較輕的懸吊負擔路面循跡性也較好,因為它可將零件本身的重量慣性影響降至最低限度,自然輪胎能夠更敏銳追蹤路面的起伏狀況,減震筒與彈簧可以正確吸收因起伏或坑洞帶來的震動,減少不平路面對車體造成的影響。相反的,如果彈簧下負重較重,懸吊系統就會承受來自於懸吊零件的多於重量,而無法柔順的作動,路面的狀況就將對車體形成晃動,這樣的結果不用說乘坐感當然不好,所以對車輪週邊進行輕量化,以追求簧下重量的減輕,有十分重要的整體改善效果。
另外,建議愛車使用20吋以上大尺寸輪圈的車主,不妨幫愛車更換鍛造單片輪圈,此為彈簧下荷重減輕的終極絕招,具有相當明顯的效果,輪圈與輪胎在懸掛週邊的最下方作動,因此它們的輕量化可說是在減低懸吊負荷項目中,能夠展現最明顯效果之處。因為輪胎重量的選擇性不多,加上現在有很多款輪圈都是以輕量化為概念製作,所以在此建議大家多多選用這種型式的製品。
輕量化輪圈可說是為彈簧下負重減輕的動作加分,並具有減低因慣性造成不利迴轉的重要意義,此原理與更換輕量化飛輪後,就能使引擎的反應更好相同,由於輕量化輪圈不管在加、減速的反應上,都比偏重的輪圈來的好,相對煞車效果亦可隨之提昇;煞車系統一樣是這個道理,在比賽的領域中我們常可以看到採用碳纖維碟盤與鍛造輕量化卡鉗,搭配鎂合金製超輕量輪圈的例子。
問題二:很多人都會拆空內裝來減輕車重,會要注意什麼問題嗎?
車內噪音會變很大聲。
對於許多人來說,想要減輕車重,最簡單的省錢的做法就是將內裝拆空,包含車門飾板、音響、冷氣系統、座椅、地毯、備胎與車內隔音膠等零件全數拆除,大約可省下20-30公斤的重量,如果副駕駛座採用多向電動可調座椅的話,能減輕的重量會更多,雖然只要自己動手做就能搞定這部分的輕量化工程,不過如果是每天通勤開的車,筆者實在不建議您們這樣做,因為車內噪音會增加許多,包含路面震動、輪胎滾動聲、引擎聲浪等,都會傳遞到車內,多數人都無法忍受這樣的噪音,因此施工前請三思而行。
值得一提,如果您的愛車配備的駕駛座椅是多向電動可調設計的話,其實只要將原廠座椅更換成輕量化的桶型賽車椅,就能為您省下20公斤以上的車體重量,這是因為原廠電動椅的重量大約都20公斤以上,而桶型賽車椅含腳架滑槽,大約是在5-6公斤左右,這些省下重量對一般車款來說,可是相當有感覺的。
此外,如果將處在高位置的零件輕量化,車體的重心必然能隨之降低,操控反應與過彎能力也將產生極大的差異。降低重心最簡易的方法,就是利用壓低座椅的腳架,來降低駕駛人的位置。或是將車頂鈑金更換成碳纖維材質,但前提是A、B、C柱需補強過或車內加裝防滾籠,才能確保車輛翻覆時的乘員安全。
而將頗具重量的車窗玻璃改為壓克力素材,如此車輛的運動性能將會有令人驚訝的提升,不過從安全性的考量來看,擋風玻璃儘量是避免採用聚乙烯等塑膠材質,因為它還有強度、耐久性與防爆等問題,因此若是日常代步用的車種,最好不要進行這類的改裝。
問題三:車體鈑件也可輕量化?
換掉金屬鈑件是可行的辦法。
市售車要有快速的性能,在引擎馬力下功夫還不如在「減肥」上有用,因此除了不要裝載不必要的東西以外,也可以將原本的金屬材質的車體鈑件,更換為玻璃纖維、碳纖維或功夫龍等輕量化材質的部品,來減輕車體重量,例如引擎蓋、行李廂蓋,前葉子板、前後保桿與左右側裙等,只要是熱門改裝車,原則上都會有碳纖維的空力套件可選擇,有些車款甚至還有碳纖維車門可用。
以徹底輕量化來追求卓越加速、過彎性能的賽車,還會額外將車窗玻璃,以聚乙烯、丙烯基化等壓克力類素材替換,較細微的內在部分就是將螺絲或螺帽更換為鋁合金或鈦合金的零件。至於車台減重的方面,它們則會在熔接點增加的鈑件接角處,切除掉上方的金屬塊,而其他剛性沒有下降的地方,則減少厚度與拿掉不必要的支撐樑,如此總重量至少可減輕200公斤以上。總而言之,競技用車是靠每個小環節的減重,來達到整體輕量化的表現。
此外,將原廠排氣管更換為不鏽鋼,甚至是鈦合金材質的排氣管,其所能降低的重量也是相當驚人,而且又富有很高的運動氣息,大家不妨從這些基本處做起,體驗它們所帶來的靈敏操駕感!
問題四:車體過度輕量化會有哪些缺點?
輪胎抓地力比較不足+高速會有飄浮感。
雖然車輛會因車體的輕量化而提升運動性能,但多少也會有缺點產生,事實上輪胎接觸地面的壓力會因為車體輕量化而降低,抓地力亦會因此不足;垃圾車或大型卡車儘管是使用溝槽較少的輪胎,但它們一樣能在下雨天疾駛而不打滑,這就是因其車重能夠確保輪胎緊抓住地面,而車重一旦減輕輪胎就無法緊貼住地面。
另一方面,輕量化的賽車是運用由空力產生的下壓力,一邊將車子緊壓往地面上,一邊取得前後的平衡,因此過度輕量的車輛常在雨天或高速行駛時發生異常打滑現象,而只在後輪週邊採取輕量化同樣會使車頭過重,因而無法有良好的平衡性,故追求輕量化的同時,注意前後軸的配重,也是相當重要的事情。
【百問】車體輕量化改造問與答(下)過度減重反而不力抓地力
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