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FOX F100 輕表現~(細說避震系統)

本文完整編排於二匹貓'BLOG



下面 影片 是貓常跑的路線(大崗山)
把攝影機架設在上管處 拍攝07FOX F100RLC 於一般使用上的運作

影片1包含 5個部分 可以觀察前叉的運作
1.水泥路面上坡(坡度約15%)
2.下坡
3.小土坡
4.磚頭鋪設的微off road路面
5.減速

前叉設定: 全程 off lock/回彈阻尼全開/壓縮阻尼全開 /氣壓為建議值的120%
影片1






影片2 分2部分 可觀察:
1.煞車中到靜止時前叉的作用情況
2.下樓梯時前叉的作用情況
影片3 並擷取其中樓梯片段再慢動作分析
(可發現當短時間內連續下落差,行程來不及回復而越吃越短)

前叉設定: 全程 off lock/回彈阻尼全開/壓縮阻尼全開 /氣壓為建議值的120%

影片2 影片3





貓&狐狸:彈簧叉觸底!它不只是發生在大落差, 連續中落差也會累積行程造成觸底






貓&狐狸來吹牛

作了以上幾個影片,老實說貓心裡覺得還蠻空虛的...
因為似乎 還是不能說明出什麼道理出來


前叉這種東西,貓覺得跟音樂有點像
是種相當主觀且抽象的"感覺"

有人愛吵鬧的電音樂;有人喜歡灑熱血的抒情樂
這裡有人說這支前叉路感很棒;那兒有人說這支前叉處理很細膩
QQ 的?澀澀的?
什麼跟什麼啊?!
越聽越不懂



貓在這裡就試著以客觀的文字來描述看看 "這種主觀" 的零件 = 也就是吹牛啦




1.FOX 跟 ROCKSHOX 那家的避震器好?


老實說,貓還真不知道怎麼回答
不知怎麼回答的原因,不只是 FOX 與 ROCKSHOX 的技術 差別
而是,FOX 跟 RS 根本沒有賣避震器


以前叉來說:其主要構成元件 是由 彈性體 與 避震器 組成

在單車中彈性體 可以是彈簧也可以是氣壓
彈性體負責壓縮與伸張

理想狀態下,我們希望遇到撞擊時 彈簧可以完整把衝力轉換成彈簧壓縮力
並把彈簧壓縮力消失不見....


不過國中理化老師告訴我們 這是不可能的
因為 能量不滅定律


所以當彈簧壓縮後 必會 在產生 同一物理量的 伸張力
也就是說 當彈簧把衝力轉為壓縮位能後 必會 再同等的伸張一次
那騎士 這時感受到的 震動量 根本就是 一樣的


為什麼我們的前叉 並沒有把 震動量 完全還給我們呢?

答案就是 避震器

避震器 的功能就是 把彈簧壓縮後產生的反彈力 避震掉





在能量不滅定律之下 要怎麼把彈簧的位能給避震掉呢?

阻尼!!!
沒錯!你答對了 就是阻尼(把彈簧的位能部分轉為熱能)





以上,我們可以發現 避震器 其實是前叉的一部分
所以,以後聽到有人問:FOX 跟 ROCKSHOX 那家的避震器好?
記得額頭要3條線啊



所以,我們可以發現 前叉真正的"避震"的大任是要靠 避震器來扛起的

因此,一支好的前叉 我們在意的不是它的彈性體(鈦彈簧 還是 氮氣氣室)
而是 避震器的心臟:阻尼的設計

彈性體在這裡嚴格說是用來調整用的
真正的升級改裝是要從避震器著手成效才顯著



貓&狐狸:嗯~~或許 把避震器 稱為 減震桶 或 阻尼桶 會更貼切吧








2. 內管越粗表示前叉越耐操?

SID; 32F-series;F36 ;BOXXER

29mm 32mm 36mm 40mm
越粗越耐用
這是我們直覺上給我們的答案

不過,貓認為以非實心的內管來說,只用直徑來斷論耐用度貓覺得還是怪怪的
甚至,還有人說用SID 操激烈一點會感覺內管扭曲?
因為貓沒用過SID, 所以並不能直接來質疑這個論點

不過,貓對這論點仍比較偏向是 騎士的心理作用
通常,前叉操激烈時內管 不就都縮進去外管中了嗎????
我們要擔心是觸底吧!



沒錯!越粗越耐用(可別想歪了啊)
不過,貓是以容積的論點來解釋


還記得上面所說的 "避震器可以把彈簧位能轉為熱能"
避震器裡裝的是前叉油,當阻尼持續產生熱能
這時前叉油要面對的就是高溫劣化的難題了

簡單的說 內管容積大一點就可以裝多一點前叉油
對於散熱不可不謂是一大助力



這個現象在汽車避震改裝上常常可以看到
好一點的避震器通常桶身就比較大



貓&狐狸:內管粗, 代表的並不只是結構學上優勢.其中更包含著熱力學上的涵義













3.無能量損失 與 正名


前叉,不能說是前避震
那我騎的"雙避震車" 那個後避震 要稱為啥東東



那個後避震 貓也是叫它後避震耶 (我在搞笑嗎?)

其實,雙避震車(全避震車) 如果要貓來正名:

懸吊車 貓比較想這麼稱呼它耶~~




近幾年,各家廠商 無不繞著 "無能量損失" 這個字眼在打轉
貓 覺得 這個 "無能量損失" 字眼 可能是賣像比較好吧
所以 廠商 只要打出 "無能量損失" 讓消費者容易想像,這車架必定深涵無數的智慧結晶,所以花的鈔票也比較 阿沙力!

這種感覺 好像10年前 剛出的燒錄器 ,明明就是 "可錄式光碟機"
硬稱為 燒錄器 感覺就 高科技許多





不管是 無能量損失 還是 微能量損失
貓覺得 那都是 一種妥協後的產品

說妥協 或許 太沉重
舒適 與 性能 調適後之結晶! 嗯,感覺好多了

我想,騎過 懸吊車 的車友 一定有深刻的感受
用過FOX X系列的應該更能體會吧


貓是牛頓的fans (自然幫牛頓說點話了)
要無能量損失 要先過牛頓這一關!
望眼古今世上,貓覺得 鐘錶技術 是最接近"無能量損失"了
所以,要"無能量損失" 我想 可能要裝個陀飛輪到前叉中再加上同軸擒縱技術的大盤了

不過~$$$




懸吊車
與其 著墨於 能量的損失
貓覺得 由前後二組(前叉及後避震) 所構成的懸吊系統 更值得我們來研究

這幾年,由於"無能量損失" 的炒作
懸吊車,當初原生的特性,似乎有意無意的被邊緣化了


一般 懸吊車 通常都是使用於off road
off road 穩定度 的重要性 直接影響到速度與安全的表現

懸吊這應該 出現在 4輪汽車上的名詞
貓未免也太會扯了吧! 連2輪的單車也扯上


懸吊系統 在汽車上 主要是平均分配車的配重於四輪中
四輪的配重 良好 ,進而產生好的循跡性


有良好的循跡性 這對於 off road 是個重要的課題




單車的 配重與循跡:

以鳥瞰角度來解釋
左右的配重是由騎士以側傾 來控制
前後的配重除了騎士本身重心的前後移動外,仍需前後輪的懸吊來搭配


一個理想的懸吊及避震系統 是可以讓車子跟麻薯一樣
從單一個落差下來 可以讓輪胎直接貼住地面,不再2次彈跳(緩緩回復彈簧平衡態)

這樣的循跡性是最好的
不過,不難想像它所 流失的動能也是最多



相反的,一個差勁的懸吊及避震系統,會讓你的車子跟 撞球一樣
從落差下來 還一直彈個不停
你的 輪胎抓地力是處於忽有忽無的狀態下



影片4
上半部為 性能較差的避震器(改裝前)
下半部為 性能叫好的避震器(改裝後)
想不到吧! 避震器也影響到煞車性能(因為 輪胎抓地力的關係)
影片4





貓&狐狸:當避震(阻尼)效率越好,你的能量就被損失效率也越高











4.阻尼(Damped)???


阻尼,這名詞我們可能很常聽到,但是究竟什麼是阻尼呢?

其實 把damped翻譯為 阻尼 感覺上比較抽象
也可以直翻為"減震" 這樣或許就比較好理解了


日常生活中最容易見到的也最便宜的阻尼來說就是門弓器
當你輕輕開門時,門弓器內的油壓缸所產生的阻力很小,很輕鬆就能把門推開;但是當你用力推門時,反而會因阻力較大而不好推。 

那最貴的阻尼呢?
有去101展望台參過的人應該就看過了(400萬美元)
連101大樓的避震觀念也是用阻尼系統來設計的
http://www.books.com.tw/magazine/item/popularscience0327.htm



再來,談到阻尼不得不討論下面3個名詞了:
1.臨界阻尼
振動能量快速損失,只完成1/2周期就停止了

2.欠阻尼
振動能量極慢損失,令振動可以維持簡諧運動,只是幅度一路隨時 間依對數曲線關係衰減而趨向零

3.過阻尼
振動能量慢慢損失,雖然不能完成一次周期,但位移的歸零時間較長


慘了!好像越描越黑了,不說還好,一說讓人更不懂了

想像一下畫面~
所謂的臨界阻尼下的彈簧,就好比是我們用手指去戳新鮮豬肉,戳下去瞬間豬肉是凹陷的,當我們拿開手指,豬肉會反彈回原來的平整面

而,過阻尼下的彈簧,則類似病死豬肉,戳下去後,豬肉是凹陷的.當拿開手指後豬肉回復平整面是要很慢很慢的才能回復

不難想像,欠阻尼就是戳下去 豬肉不只會回復平整面,更會凸起來,而且一直來回凹凸 震盪著(不過這是不可能的事啦)




下三圖表示:單一落差下彈簧行程-時間 關係圖 (氣壓避震不適用)
由左至右分別為欠阻尼/過阻尼/臨界阻尼
FOX F100 輕表現~(細說避震系統)
FOX F100 輕表現~(細說避震系統)




可以理解的,當只跳單一落差時 過阻尼環境下, 可以把此落差處理的很平順
車子的對於地面的循跡性是最良好的,而且騎乘者幾乎不會有震動感




不過,off road 如果只跳單一落差 那就不叫off road了


我們設定 在經過第一個落差, 1秒後 又遇到同一大小的落差
再把行程-時間 關係圖表示如下



FOX F100 輕表現~(細說避震系統)

欠阻尼的設定在這裡 可能會再形成另一個準簡諧運動

過阻尼的設定則會使彈簧位能累積,造成行程越吃越多


臨界阻尼的設定似乎是比較 適合off road 的多坑洞路況
每次的落差後 能在最短的時間內恢復到平衡態,準備下一次的衝撞
以致不會使整個過程太過複雜




那我們 只要把阻尼 調到臨界阻尼在off road上就完美了嗎?
嗯~~應該只對一半


其實,這還關於 彈簧的k值(k值越大;t越小)
一般單車上彈簧的k值,在此k值下調整到的臨界阻尼,
其t(時間)通常都是很短的(1秒內)

想像一下,如果彈簧作用行程80mm
我們於臨界阻尼那麼短的作用時間內(t)要回復平衡態(瞬間位移80mm)
實體感受起來也不輕鬆(震動快速)

所以,比較折衷的方式,一般都會把組尼調到臨界組尼附近
以拖長整個(t)時間
這樣感覺上就比較舒適些了





貓&狐狸:會把 避震器調到剛好在臨界阻尼 通常都是性能取向











5.烏龜/兔子 & 龜毛/吐了



說到避震器 就不能不談到工程數學中的 [m-c-k 彈簧震盪系統]
貓把 fox前叉與m-c-k系統作疊合 如下圖

FOX F100 輕表現~(細說避震系統)




my'' + cy' + ky = 0

至於 再下來的運算推導就不是貓能力所及了
貓自從上大學後 就沒碰過微積分了,更遑論工程數學...
推導這個 我想只會讓我推到吐了吧

不過,由上列方程式,我們不難發現其中m(全車質量);c(阻尼係數);k(彈性係數),均是變數

那代表著 如果你的車先前已調整為 "臨界阻尼" 的狀態
日後m,c.k 只要其中一樣 有改變 那臨界阻尼 的狀態也就不再 "臨界"了


關於 m
所以,你的車 借給別人騎,或者 背了個大水袋
龜毛的人,記得要去重新校正阻尼啊!

關於 k
其實這個k值 是要遵守虎克定律下 才適用的
一般氣壓前叉 因為是以 波以爾定律 設計 ,理應不適用
小行程內 其實如誤差不大 應準用

準用前提下,如果氣壓磅數改變
龜毛的人,也要去重新校正阻尼!





貓&狐狸:書到用時方恨少;行程方到觸底亦恨少










6.說了等於沒說




那我該怎麼調教我的避震器呢?
一言以蔽之:飛而林


啥! 飛而林????
就是felling啦!

回到開頭所說的:
前叉這種東西,貓覺得跟音樂有點像,是種相當主觀且抽象的"感覺"


你沒看到 貓在影片中也是把前叉設定為 阻尼全開/氣壓值為建議120%
為什麼呢?
就是那股飛而林
騎就騎,管那麼多~~~














後記:
貓吹牛了 這篇有關前叉使用心得,主要並不是要教導或改變各位車友哪些觀念或技術
其實,另一涵義是看目前網路上單車論壇普遍形成的一種現象,貓覺得並不好

什麼現象呢?
就是人云亦云,三人成虎 的不確定技術概念盛行

而且,這個不確定概念 如果越多人聽過, 似乎就是成了一個公認不敗定律
如一開始這不確定概念 又是出自 大老級的車友提出,那更是具有公信力了



貓上輩子可能是魏延的後代吧 !天生就是反骨個性

只要是沒有經過客觀實驗證實的理論,貓覺得都是可疑的

而單車零件中又屬 "避震" 這種高度抽象,難以理解,實驗確認困難度高
的 主觀感覺 又更是 人云亦云了



貓上述的各種理論,也都是推導而來
絕對,不是定律.只是提供另一個思考方向
所以,貓才文中開頭:貓&狐狸來吹牛


更何況,貓既不是零件設計師,又是沒學過工程數學的外行人
所以,也希望車友們能以審查的態度來審 這篇吹牛文
讓貓 逐字更正 讓本文更貼近 事實



當然 如果你還沒睡著的話 歡迎看貓扯的第二篇
別在彈簧上打盹~~~


2007-10-07 14:45 發佈
好文一篇
期待接下來的文章
不推一下對不起自己
小弟也來現醜,我也不是學機械、結構,對阻尼(damping)只是個門外漢

我個人的想法中
避震前叉(suspension fork)包含有所謂的彈性體跟減震筒/阻尼筒
而彈性體在避震器上所扮演的角色不只是單純的壓縮跟拉伸,重要的是他的支撐功能

支撐功能不足,避震器整體會過於軟弱,行程容易用完
很容易bottom out(觸底)
支撐效果過頭,這支避震器就死硬無比,對於細微的震動無法處理
會直接傳遞到車架本體上

若是要說阻尼(damping)在整個避震器中所產生的效果
大概就是將阻尼油流動的動能轉換成熱能散失,消除阻尼筒壓縮的能量
簡單說,就是把避震器壓縮的動能吃掉,之後靠彈簧將避震器回到定位

結構體來說,圓管是很好的剛性設計
直徑越大的圓管越不容易折彎(試試看PVC管大概就會瞭解)
這點是可以確定的,但是重量勢必增加

雖然說起來,煞車的時候前叉會因為重心的轉移而壓縮
大部分的內管會縮進外管裡,所以有效力臂會縮短,
不過避震前叉幾乎不可能在煞車的時候將全部行程用完,
行程用的越多相較之下速度、煞車力道越大,對前叉的力也越大,算起來,力矩不見得會比較小
在我看過的前叉裡,RS的SID跟Psylo的確會有肉眼可以看到的前叉彎曲(bending)
個人推測,雖然psylo的管徑大於SID,但是大概是為了輕量化的緣故
雖然內管管徑加粗,但是管壁抽薄,重量減輕,並在限度內提升前叉剛性
不過看來沒有比較好(上述只是臆測,還沒拆過前叉用游標卡尺量管壁厚)

damping,阻尼這個詞,在我探頭探腦的記憶裡,
不管怎樣都是會破壞簡諧運動,簡諧運動的曲線共振應該都是維持同樣頻率的喔
另外SHM的定義是在沒有能量損失引致阻尼情況發生下

另外
避震器在欠阻尼的情況下
應該會過度的跳動,不過他並不會形成另外一種SHM,原因如上

至於個人對於懸吊車這名詞有些不同的想法
suspension system
所謂的懸吊系統,suspension就有懸架、懸浮的意思
用避震器的說法個人覺得並無不當,畢竟避震器就是要減少震動,甚至避免震動
單獨的shock absorber(減震器,一般避震系統可看到的阻尼筒)他會吸收衝擊
但相對的,他必須得藉由動能轉換熱能來消除,
在轎式車種上舒適的避震器,可以說是在車內幾乎感受不到坑洞或者路面落差較大的起伏

suspension system由springs(彈簧)、shock absorbers以及連結車體及車輪的linkage構成

至於前後避震車,是否可以說成前後避震車,我個人認為是可以的
懸吊車,單獨前避震也是有懸吊系統,只是在前半部而已
這樣的話比較恰當的說法或許是前懸吊結構自行車跟前後全懸吊結構自行車吧

至於fox跟RockShox是否有作避震器?
至少在他們的官網裡所謂的rear shock (誤)
同意wagamamafju大所說的....
無道德事業,與你分享受騙的喜悅[http://tinyurl.com/26nr9l]

wagamamafju wrote:
小弟也來現醜,我也不...(恕刪)


謝謝 wagamamafju 兄的 提醒

不過,您文中 提及的SHM 如真要嚴格審查,理論上 大氣層內都不具SHM

其實,學名上應該稱為 阻尼震盪
可是,我該段文的要旨就是要解釋阻尼,如又以 阻尼震盪 的名詞 來解釋 阻尼 一詞
感覺就本末倒置了


所以,非不得下
文中提及的 阻尼震盪
就以 "準簡諧運動" 或以 但書來替代 "簡諧運動,只是幅度一路隨時 間依對數曲線關係衰減而趨向零"


至於 SID 扭曲之見
貓會 詳加 注意,希望有哪個倒楣鬼 可以讓貓 試操看看了


謝謝

前懸吊或是前避震....還是稱前避震來的習慣囉.

前避震之所以會有扭曲也和橋式上肩的強度有關,嚴格來說也和快拆有關.
內管只所以會需要粗壯也一定和氣室內容積有關.
氣室內容積的阻尼現象也和使用環境有關.

一直有人拿SID出來比,以下就是我的看法:
SID本來就被定義XC Race的用途.
有些人已經過度使用SID在AM上了,然後再來討論SID剛性不足,我想這是沒有意義的.
或許有些人想說,這一支貴貴的前叉買來只騎碎石路面太可惜了,但產品定位就是如此.

RS的雙氣壓調整有他的優勢存在,調整好的話可以在各種路面獲得很不錯的Q感及路感反應.
但是調整的彈性太大,不是每個人都有耐心去做最佳化.
而且RS的產品普遍有負氣壓會漏氣的現象,這是值得改進的.

話說到DT的前叉值得一試的地方是1.輕,2.預置負壓彈簧.
FOX的預設負壓是用氣壓還是彈簧我就不太確定,知道的人還請不吝提供資訊.
但是Fox的前叉就是比較重,這是比較可惜的.

~~抓住指縫的風,就能抓住緣分~~
在土木工程上的橋梁結構上有一種東西叫「消能器」,KONI家就有做。根本就是一隻直徑超過一米的超大型阻尼器。

或許把阻尼器譯做「消能器」,可以讓新入門者更容易理解避震器的組成原理。

給您參考。



現在玩車的環境算不錯了。十五年前的車版,還有一票人完全搞不清楚阻尼、彈性、消能、側傾…之間的關係。
一整個版都在狂推硬彈簧,最瘋狂時還有小50直接拿鋼條銲住車架和後輪;迅光125軟到人上車就見底的前叉是另一個極端的例子。
四輪也沒好到哪裏去,AMG某次改BENZ卻不動簧圈只換阻尼管,還被國內某改裝雜誌社稱為「完全不知道AMG這樣改有什麼意義」;還有人看不懂PSA集團後軸的扭桿彈簧,竟然說PSA後軸不用彈簧。

至少現在滿多人知道防傾桿是在幹嘛的了,這就很偷笑嚕~,其他的不敢要求更多。
二匹貓 wrote:
本文完整編排於二匹貓...(恕刪)



Dual Air是Rockshox特有的彈簧機構,應用在Sid、Reba、Revelation、Pike..等各系列的前叉,在台灣使用者可以說是相當眾多。但Rockshox原廠的建議設定值被許多車友反應會讓前叉太硬,所以這次要來介紹Dual Air是怎麼一回事,又要怎樣妥善的設定Dual Air的前叉。

其餘請詳"單車狂熱"


由單車狂熱的站長"阿寬"為您詳細解說!!
「沒有瘋狂就沒有精彩」「最棒的總在安全區之外」
Bruce815 wrote:



Dual Ai...(恕刪)



謝謝Bruce815 兄 補充的連結



的確! 如單車狂熱 文中所述

負氣壓 其實跟 前叉反彈的速度是 無關的
負向氣壓槽,可以重新拉攏避震器,藉此改善敏銳度,進而使整個行程範圍內更線性

RS 要多設計 負壓氣室 其最主要的原因 就是要使 氣壓前叉 更能 模仿 線圈彈簧 的線性關係



至於,網路上 尚流傳的 負氣壓值 要為 正氣壓60% 70% 之類的言論,
其實也正是貓於前本文中 ,所談到的"不確定技術概念"

負氣壓是控制前叉反彈的速度之 誤論 ==>這點也是可以由阻尼的功能來破解
此又是 一"不確定技術概念" 之適例





最後,Bruce815兄:
不過,貓還真對你那2對 台灣最強 油煞 念念不忘說
給個價吧! 呵呵


二匹貓 wrote:
謝謝Bruce815...(恕刪)



您好,歡迎您有空多到"單車狂熱"的討論區發言!!
這個網站還蠻理論與實務兼顧的!!

車友有來自世界各地的華僑,而且都是重口味的騎乘者!
因此他們對單車車架以及避震器和周邊零件的見解,跟一般人不大相同!!

歡迎您來參予^^






還有,不大懂您的問題??

您是要買我的V2碟煞嗎??

還是想要我幫您請我妹從英國買??

我那組V2是今年9月以前的版本!

碟盤是三層式的!(也是專利喔)

據說現在V2有出一款中空的浮動碟盤
HOPE 原廠網站

測試報告



建議您想要V2的話,再觀望一陣子吧!

還有,V2的制動力還比不上M6喔!

因為V2是適合長下坡的!國外甚至是拿來當作環國甚至是跨國長途旅行用的!!因為V2的訴求是散熱最佳!!

而真正的DH仍然使用M6!!因位制動力是最好的!!
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