第二章 弹簧 虽然每个人基本上都知道弹簧是什么，但很少有人理解弹簧力如何影响悬挂动作。在接下来的页面中，我们将更深入地了解弹簧力以及摩托车上使用的不同类型的弹簧。
弹簧力 弹簧力是我们将要研究的悬挂系统中的三种力中的第一种。在设置悬挂时，获得正确的弹簧速率和预载是至关重要的，因此应在进行其他任何更改之前完成。
关于弹簧，最重要的事情是弹簧的力取决于弹簧被压缩的程度——这被称为弹簧位移。例如，如果压缩一个弹簧需要 10 公斤的力来压缩 1 毫米（mm），那么这个弹簧的刚度就是每毫米 10 公斤。因此，如果你想压缩这个特定的弹簧 5 毫米，需要多少力呢？答案是 50 公斤。压缩 10 毫米的弹簧需要 100 公斤的力，依此类推。因此，弹簧反作用的力取决于它被压缩的距离。重要的是要记住，弹簧对位移（或位置）是敏感的。
在伸缩前叉中产生的总弹簧力稍微复杂一些。这是因为在叉管内部有一部分空气被困住，起到了额外弹簧的作用。当前叉被压缩时，叉内的空气压力会增加，即使在叉中没有使用初始空气压力。前叉压缩得越多，“空气弹簧”就越具渐进性。基本上，前叉有两种弹簧力：1）机械弹簧力，2）空气弹簧。
弹簧刚度 弹簧率是弹簧的“刚度”，通常以每毫米千克（
k
/
m
k
/
m
k//m \mathrm{k} / \mathrm{m} 通过在弹簧上放置越来越重的重量并测量其压缩量，可以绘制出力与位移的图表。如果我们在弹簧上放置一个 10 公斤的重物，且其位移为 20 毫米，则弹簧率计算如下：
10
kg
/
20
mm
=
.5
kg
/
mm
10
kg
/
20
mm
=
.5
kg
/
mm
10kg//20mm=.5kg//mm 10 \mathrm{~kg} / 20 \mathrm{~mm}=.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
1
kg
/
mm
1
kg
/
mm
1kg//mm 1 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
10
kg
/
10
mm
=
1
kg
/
mm
10
kg
/
10
mm
=
1
kg
/
mm
10kg//10mm=1kg//mm 10 \mathrm{~kg} / 10 \mathrm{~mm}=1 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm} 2.1 计算单向弹簧刚度的一种方法是施加已知的力，然后将该力除以弹簧移动的距离。 2.2 这是两个不同刚度弹簧的力-位移曲线。蓝色弹簧在其整个范围内每增加 10 毫米需要额外 5 公斤的力。红色弹簧的刚度是蓝色弹簧的两倍，因此它的斜率也是两倍，每增加 10 毫米需要额外 10 公斤的力。 弹簧设计有三种基本类型：直线率、双线率和真正的渐进式。直线率弹簧在整个行程中保持恒定的速率，常见于赛车应用。直线率弹簧的线圈间距均匀。每增加一个位移增量（毫米或英寸），所需的额外力都是相同的，以便在整个行程中压缩它。
渐进弹簧则相反，其速率会根据行程的位置而变化。渐进弹簧主要有两种类型：双速和真正的渐进弹簧。双速弹簧通常在其长度上有两个不同的线圈间距——一个间距较近，而另一端的线圈间距较远。当弹簧压缩时，所有线圈同时压缩。间距较近的线圈更早达到行程极限（线圈相互接触，因此没有剩余行程）。它们随后被“阻塞”，使弹簧变得更硬。将两种不同的弹簧叠加在一起也可以创建一个双速弹簧。
一个真正的渐进弹簧的线圈起初紧密相连，然后每个后续线圈之间的间距逐渐增大。最初，弹簧力随着位移的每次增量变化仅有很小的变化。随着弹簧的压缩，线圈逐渐被阻挡，使其速率变化逐渐。使用锥形线材也可以实现渐进速率，但成本要高得多。
2.3 创建双速弹簧的一种方法是将两个弹簧叠放在一起。我们可以通过不同长度的垫片来控制交叉点，这些垫片阻挡次级或“柔软”弹簧。 2.4 渐进弹簧在行程中逐渐增加力，而双速弹簧有一个明显的“交叉点”，在此点它们改变速率。直率弹簧具有恒定的弹簧速率。 从左到右：直线速率、单弹簧双速率、叠加双速率和真正的渐进速率弹簧。
哪种弹簧类型更好取决于应用和个人意见，但 Race Tech 在大多数伸缩叉中推荐使用直线率弹簧。原因如下。在设置悬挂的弹簧率时，理想的设置是既要有足够的渐进性，又不能过于渐进。弹簧率如果不够渐进，往往会妥协。它可能在小颠簸时感觉过于生硬，并且在遇到大颠簸时可能会底部触碰。 过于渐进的弹簧率会导致悬挂在运动的前半部分过于轻易地下沉，造成一种软绵绵的感觉。此外，随着悬挂继续压缩，它可能会变得过快地变得过于坚硬，感觉粗糙。
请记住，在望远镜叉中有两种主要的弹簧力：机械螺旋弹簧和空气弹簧。空气弹簧本质上是非常渐进的，并且可以通过油位轻松调节。Race Tech 发现，直率弹簧与自然发生的渐进空气弹簧的组合提供了最佳的前悬挂渐进性。事实上，如果需要更多的渐进性，简单地增加叉油位可能就是所需的全部。
在没有连杆的越野摩托车和全地形车的后部，测试表明，渐进式卷绕弹簧甚至双重和三重速率弹簧表现最佳。这可以使轮子力曲线类似于连杆设置。街道和公路赛车的后悬挂不需要太多，甚至不需要速率上升，使用直率弹簧也能很好地工作。
直绕弹簧在弹簧率方面也更容易理解。相反，实际观察渐进弹簧的力如何变化的唯一方法是使用弹簧测试仪来绘制弹簧力。
例如，如果一个简单的双速弹簧标记为 0.5 到
1.0
kg
/
mm
1.0
kg
/
mm
1.0kg//mm 1.0 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
0.5
kg
/
mm
0.5
kg
/
mm
0.5kg//mm 0.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
1.0
kg
/
mm
1.0
kg
/
mm
1.0kg//mm 1.0 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm} 许多人错误地询问初始速率和最终速率是什么。这些信息非常具有误导性。为了说明这个问题，请看图 2.5。我们绘制了三个双速率弹簧。它们的初始速率都是
.5
kg
/
mm
.5
kg
/
mm
.5kg//mm .5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
1.0
kg
/
mm
1.0
kg
/
mm
1.0kg//mm 1.0 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm} 直线率弹簧更容易理解（一个
0.5
kg
/
mm
0.5
kg
/
mm
0.5kg//mm 0.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm} 请记住，我们希望有足够的渐进性，但又不能过多。在摩托车的后部，有一些连杆在压缩时几乎没有升高的速率。一些全地形车的前 A 臂也有同样的问题。在这些情况下，渐进式或双速率弹簧，甚至三速率弹簧都是合适的。
你如何知道你的摩托车的弹簧速率是否正确？使用本章后面“如何测量下沉”部分中概述的方法来确定现有的弹簧速率是否过高或过低，然后根据经验判断你的理想弹簧速率应该是多少。
一种更简单的方法是访问 www.racetech.com 并使用在线弹簧速率计算器——只需查找您想要的摩托车的品牌、型号和年份以进行弹簧速率计算。选择骑行类型并输入骑行者的体重（不带任何装备）。计算器上显示的推荐弹簧速率应在理想弹簧速率的几个百分点内，尽管可能不完全准确。只需选择与推荐速率最接近的可用速率。库存速率也显示以供比较。 堆叠弹簧 多个设计参数会影响弹簧的刚度。其中之一是线圈的数量。通过增加弹簧的线圈数量，弹簧的刚度会变得更软。这与许多骑行者对弹簧的看法相反——他们认为更多的线圈（弹簧材料）应该等于更硬的弹簧刚度，但事实正好相反。想象一下，你有一个刚度为
10
kg
/
mm
10
kg
/
mm
10kg//mm 10 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm} 2.5 显示了三个双速弹簧，它们具有相同的初始
(
0.5
kg
/
mm
)
(
0.5
kg
/
mm
)
(0.5kg//mm) (0.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm})
(
1.0
kg
/
mm
)
(
1.0
kg
/
mm
)
(1.0kg//mm) (1.0 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}) 想象一下再取一个相同的
10
kg
/
mm
10
kg
/
mm
10kg//mm 10 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
5
kg
/
mm
(
K
=
5
kg
/
mm
(
K
=
5kg//mm(K= 5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}(\mathrm{K}=
10
kg
/
2
mm
=
5
kg
/
mm
10
kg
/
2
mm
=
5
kg
/
mm
10kg//2mm=5kg//mm 10 \mathrm{~kg} / 2 \mathrm{~mm}=5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm} 支配这一点的公式是：
1
K
t
=
1
K
1
+
1
K
2
+
1
K
+
1
K
t
=
1
K
1
+
1
K
2
+
1
K
+
(1)/(K_(t))=(1)/(K_(1))+(1)/(K_(2))+(1)/((K))+ \frac{1}{\mathrm{~K}_{\mathrm{t}}}=\frac{1}{\mathrm{~K}_{1}}+\frac{1}{\mathrm{~K}_{2}}+\frac{1}{\mathrm{~K}}+
K
t
K
t
K_(t) \mathrm{K}_{\mathrm{t}}
K
1
K
1
K_(1) \mathrm{K}_{1}
K
2
K
2
K_(2) \mathrm{K}_{2} K… - 等等. 弹簧率 在我们两个叠加的
10
kg
/
mm
10
kg
/
mm
10kg//mm 10 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
1
/
K
=
1
/
10
+
1
/
10
=
0.1
+
0.1
=
0.2
1
/
K
=
1
/
10
+
1
/
10
=
0.1
+
0.1
=
0.2
1//K=1//10+1//10=0.1+0.1=0.2 1 / K=1 / 10+1 / 10=0.1+0.1=0.2
K
=
1
/
0.2
=
5
kg
/
mm
K
=
1
/
0.2
=
5
kg
/
mm
K=1//0.2=5kg//mm \mathrm{K}=1 / 0.2=5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm} 也许更容易想象像大众甲壳虫后悬挂中使用的扭杆弹簧。这个弹簧不是一个线圈，而是一根直的圆形钢棒。想象一下，扭杆被夹在一个台钳中，另一端焊接了一个六角螺母。你可以在末端放上一个扭矩扳手，施加特定的扭矩，然后通过记录旋转的量来确定弹簧的刚度。现在，如果这根杆的直径相同但长度是两倍，那么在施加相同的扭矩时，它将旋转两倍的距离。 扭杆的长度与弹簧的圈数有关——圈数越少（或杆料越短），刚度越大。圈数越多（或杆料越长），刚度越小。同样，当两个弹簧叠加时，总圈数增加，导致弹簧刚度降低。
相反，去掉弹簧圈会使弹簧的刚度增加。Race Tech 有一个三重速率前叉弹簧套件，说明了这个概念。这个套件并不是为了渐进式设计，正如最初看起来的那样。相反，它是为了提供不止一个速率。它包含一个主弹簧——一个常规的全长主前叉弹簧，以及两个可以叠加在主弹簧上的短小副弹簧。这使得用户可以选择不同的弹簧组合并改变弹簧速率。单独使用主弹簧提供了最硬的弹簧速率
(
0.46
kg
/
mm
(
0.46
kg
/
mm
(0.46kg//mm (0.46 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
0.43
kg
/
mm
0.43
kg
/
mm
0.43kg//mm 0.43 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
0.40
kg
/
mm
0.40
kg
/
mm
0.40kg//mm 0.40 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm} 叉车旅行
有趣且重要的是，注意到两个并联的弹簧（如前叉上使用的）会相互叠加，从而增强整体或组合弹簧的刚度。如果你在越野摩托车的前端使用两个
.46
kg
/
mm
.46
kg
/
mm
.46kg//mm .46 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
.92
kg
/
mm
.92
kg
/
mm
.92kg//mm .92 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
.95
kg
/
mm
.95
kg
/
mm
.95kg//mm .95 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
1.0
kg
/
mm
1.0
kg
/
mm
1.0kg//mm 1.0 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm} 空气作为弹簧和油位 所有伸缩摩托车前叉都包含一个空气空间——当前叉被压缩时，空气空间变小，压力增加。当油被加入前叉管中时，空气空间减少，压缩比增加。前叉管内的空气弹簧与机械弹簧并行工作，因此前叉油位与整体刚度有直接关系。
在带有气阀的摩托车叉盖上，通常不建议将空气用作除紧急调节变量之外的其他用途。这是因为增加空气会明显增加硬度（由于额外的密封摩擦或过度顶起），而且除非增加的压力过大，否则在底部阻力方面只会带来相对较小的好处。增加空气几乎就像增加弹簧预载（而不是弹簧刚度）。然而，在旅行摩托车上，使用额外的气压对于临时改变双人骑行的承载能力非常有效。气阀也方便释放因温度和海拔变化以及密封处空气泄漏而可能积聚的多余气压。
油位的变化会影响总弹簧力。由于空气弹簧的渐进特性，弹簧力的变化在行程的最后部分会更加明显，因为叉子到达底部时。
弹簧设计与制造 卷式弹簧用于大多数摩托车悬挂系统。然而，弹簧可以有多种形式，包括扭转弹簧（轴向扭曲的圆棒），叶片弹簧（平坦或弯曲的金属条，主要用于旧款汽车和卡车），贝尔维尔膜弹簧（锥形垫圈状的弹簧，用于一些摩托车和汽车的离合器），最后是空气或氮气囊或腔体。
弹簧可以由多种材料制成，包括钢、钛或甚至碳纤维。经过热处理的钢弹簧在摩托车和其他动力运动车辆中是最常见的。
高性能弹簧是最理想也是最难生产的。我们对高性能弹簧的定义是其在给定刚度下物理上轻便。以下是制造商用来设计圆截面线材卷簧的公式：
K
=
d
4
×
G
8
D
3
×
N
K
=
d
4
×
G
8
D
3
×
N
K=(d^(4)xx G)/(8D^(3)xx N) K=\frac{d^{4} \times G}{8 D^{3} \times N} K - 弹簧刚度 线径 - d G - 刚度模量，材料属性 (G 用于铬硅弹簧钢
8
,
102
kg
/
mm
2
8
,
102
kg
/
mm
2
8,102kg//mm^(2) 8,102 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}^{2}
11.5
×
10
6
lbs
/
in
2
11.5
×
10
6
lbs
/
in
2
11.5 xx10^(6)lbs//in^(2) 11.5 \times 10^{6} \mathrm{lbs} / \mathrm{in}^{2} N - 活动线圈数量 （平方和地面减去 2 个线圈） D - 平均线圈直径（中间线圈） 这看起来可能有点复杂，但如果我们花一点时间，它可以解释很多。注意，线径在分子（分数的上半部分）。这意味着当我们增加线径时，刚度会变得更大。还要注意，N（活跃圈数）在分母（分数的下半部分）。这意味着弹簧的活跃圈数越多，它就越软（我们在讨论串联弹簧时提到过这一点）。这意味着弹簧可以设计得非常不同，但最终具有相同的刚度。两种设计，一种是使用重规线和很多圈，另一种是使用细线和少量圈，可能具有相同的刚度。 这在现实世界中有多重要？首先，想想弹簧的实际重量。使用重规线和很多圈的弹簧会比使用轻规线和较少圈的弹簧重得多，因此，第一个设计不会被优先选择。其次，使用轻规线和较少圈的弹簧将具有更大的行程。
小线径的缺点是必须使用更高质量（且更昂贵）的材料。此外，由于油位通常是在弹簧弹出时测量的，这种体积差异会影响叉子的空气压缩比（更重的弹簧占据更多体积
=
=
= =
=
=
= = 2.7 计算弹簧刚度 - 平均弹簧刚度是力-位移曲线的斜率。 这里有一个相对不为人知的现实例子，说明为什么使用高性能弹簧真的能带来不同。老式的 35 毫米哈雷-戴维森前叉对于一辆 600 磅的摩托车来说直径相当小，因此前叉管壁非常厚，以帮助支撑所有的重量。由于管子小且壁厚，内部几乎没有空间容纳弹簧并保持正确的油位。
一些为这些叉子制造的后市场弹簧使用粗线材：它们性能较低，但制造成本较低。问题在于这些弹簧占用的体积太大，以至于叉子内部没有足够的空间让油覆盖阻尼杆。如果使用推荐的油位并且悬挂被压缩，空气空间就会被用完，叉子会“液压锁死”。这意味着悬挂在油上到底，即使应该还有悬挂行程。
这引出了一个非常重要的点。弹簧在叉子内占据一定的体积，具体取决于其尺寸——如果更换弹簧，而新弹簧占据不同的体积，油位就必须相应调整。
要计算弹簧排开的体积，可以称量它并除以其密度。例如，如果一个钢弹簧重 292 克，而钢的密度是每立方厘米 7.87 克，那么你可以用 292 克除以 7.87 克，得到 37.1 立方厘米。在 41 毫米的叉子中，10 立方厘米大约等于 10 毫米的油位。如果你更换排量更大的弹簧，从 37 立方厘米换到 67 立方厘米，这相当于 30 立方厘米的变化。结果就像将油位改变 30 毫米。这是很多。
另一个对弹簧性能至关重要的因素是弹簧的公差。“行业标准”弹簧公差是正负 5%（
+
/
−
5
+
/
−
5
+//-5 +/-5
5.0
kg
/
mm
5.0
kg
/
mm
5.0kg//mm 5.0 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
5.25
kg
/
mm
5.25
kg
/
mm
5.25kg//mm 5.25 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm} 有时弹簧在使用过程中会变短——这被称为弹簧压缩。这曾经是一个相当大的问题，因此服务手册通常会提供最小弹簧长度公差作为参考。重要的是要注意，压缩的弹簧并没有失去其弹性，只是失去了长度。（对于发动机阀门弹簧来说，这种说法不成立：它们因暴露在高温下而压缩。）
如果长度减少，预载就会减少，悬挂感觉会更软。Race Tech 弹簧在工厂预设（压缩），因此在使用时不会改变长度。预设弹簧的过程涉及将弹簧压缩到线圈绑定（当所有弹簧的线圈都紧密接触时发生）。 相互接触几次，直到弹簧“定型”到最终长度。一旦弹簧定型，就完成了包装。这几乎消除了问题。
测量弹簧刚度 下表和图表将帮助您理解如何测量弹簧刚度。如果我们在弹簧测试仪上测试弹簧，我们测量位移和力。与第一个例子不同，我们在已知的增量位移下测量力。（之前，我们施加一个固定重量并测量它压缩了多少。）两个点之间的平均弹簧刚度（K）定义为力的变化除以位移的变化。
从测试数据计算两个点之间的平均弹簧率
力的变化 Kavg
=
Δ
F
Δ
D
=
(
F
2
−
F
1
)
(
D
2
−
D
1
)
=
from point
1
to point
2
)
(change in displacement
=
Δ
F
Δ
D
=
(
F
2
−
F
1
)
(
D
2
−
D
1
)
=
from point
1
to point
2
)
(change in displacement
=(DeltaF)/(DeltaD)=((F2-F1))/((D2-D1))=(" from point "1" to point "2))/(" (change in displacement ") =\frac{\Delta \mathrm{F}}{\Delta \mathrm{D}}=\frac{(\mathrm{F} 2-\mathrm{F} 1)}{(\mathrm{D} 2-\mathrm{D} 1)}=\frac{\text { from point } 1 \text { to point } 2)}{\text { (change in displacement }} 我们任意决定以 10 毫米为增量进行位移测量。第一个点是零位移。在这个点上，负载传感器会显示弹簧的重量。我们通过在此点“归零”负载，将这个重量从所有测量中减去。
如果你认真考虑以悬挂系统为职业，Intercomp 制造了这款紧凑型数字弹簧测试仪。这个基础单元还可以添加一个叉形弹簧测试仪套件。 接下来我们将弹簧压缩 10 毫米并读取力值。在这个例子中，它显示为 5 公斤。如果我们压缩到 20 毫米，它显示为 10 公斤。如果我们压缩到 30 毫米，它显示为 15 公斤，依此类推。这些力值数据将放入“力”列。
一旦我们获得位移和力的数据，就可以在图表上绘制数据并计算弹簧刚度。在右侧的表格中，我们进行了计算。
Δ
D
Δ
D
DeltaD \Delta \mathrm{D}
(
Δ
)
(
Δ
)
(Delta) (\Delta)
Δ
F
Δ
F
DeltaF \Delta \mathrm{F} 弹簧率 K 等于力的变化除以位移的变化。正如您所看到的，这个例子的比率是
0.5
kg
/
mm
0.5
kg
/
mm
0.5kg//mm 0.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
0.5
kg
/
mm
0.5
kg
/
mm
0.5kg//mm 0.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm} 使用直线弹簧时，随着压缩，力会增加，但速率不会改变。
我们在图 2.2 中绘制了两个弹簧。根据蓝色图表，当我们将这个弹簧压缩 10 毫米时，产生 10 公斤的力。如果我们将弹簧压缩 40 毫米，则产生 40 公斤的力。将这些数据代入公式，我们计算出弹簧的刚度为
1.0
kg
/
mm
1.0
kg
/
mm
1.0kg//mm 1.0 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm} 弹簧预加载 弹簧预载是讨论悬挂时最常被误解的概念之一。我们经常听到骑士谈论调整摩托车的弹簧预载以使弹簧变得更硬或更软。这是一种误解：改变弹簧预载并不会改变弹簧的刚度。无论预载调整如何设置，弹簧的刚度始终是相同的。
让我们看看实际发生了什么。当弹簧安装在前悬挂或后悬挂时，弹簧通常会被压缩一小部分。弹簧被压缩的长度称为预载。具体来说，它被定义为弹簧从自由（或未安装）长度到安装长度的压缩距离，当悬挂完全伸展时。大多数车辆，包括摩托车，使用正预载（负预载意味着悬挂在接触弹簧之前就已经压缩）。即使是没有外部预载调节器的摩托车也是如此。即使是将外部预载调节器完全放松的悬挂，通常仍然会有一些预载。
现在让我们介绍预加载力的概念（这与预加载长度不同）。预加载力是弹簧在悬挂完全伸展时施加在叉管末端或后减震器弹簧套上的初始力。这个力很容易计算：
力
=
=
= =
×
×
xx \times
点 位移
(
m
m
)
(
m
m
)
(mm) (\mathbf{m m}) 力
(
k
g
)
(
k
g
)
(kg) (\mathbf{k g}) 在
D
(
Δ
D
)
D
(
Δ
D
)
D(Delta D) D(\Delta D) 在
F
(
Δ
F
)
F
(
Δ
F
)
F(Delta F) F(\Delta F)
Δ
F
/
Δ
D
Δ
F
/
Δ
D
Delta F//Delta D \Delta F / \Delta D 弹簧刚度
1
0.0
0
-
-
-
-
2
10.0
5
10
−
0
=
10
10
−
0
=
10
10-0=10 10-0=10
5
−
0
=
5
5
−
0
=
5
5-0=5 5-0=5
5
/
10
5
/
10
5//10 5 / 10
0.5
kg
/
mm
0.5
kg
/
mm
0.5kg//mm 0.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
3
20.0
10
20
−
10
=
10
20
−
10
=
10
20-10=10 20-10=10
10
−
5
=
5
10
−
5
=
5
10-5=5 10-5=5
5
/
10
5
/
10
5//10 5 / 10
0.5
kg
/
mm
0.5
kg
/
mm
0.5kg//mm 0.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
4
30.0
15
30
−
20
=
10
30
−
20
=
10
30-20=10 30-20=10
15
−
10
=
5
15
−
10
=
5
15-10=5 15-10=5
5
/
10
5
/
10
5//10 5 / 10
0.5
kg
/
mm
0.5
kg
/
mm
0.5kg//mm 0.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
5
40.0
20
40
−
30
=
10
40
−
30
=
10
40-30=10 40-30=10
20
−
15
=
5
20
−
15
=
5
20-15=5 20-15=5
5
/
10
5
/
10
5//10 5 / 10
0.5
kg
/
mm
0.5
kg
/
mm
0.5kg//mm 0.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
6
50.0
25
50
−
40
=
10
50
−
40
=
10
50-40=10 50-40=10
25
−
20
=
5
25
−
20
=
5
25-20=5 25-20=5
5
/
10
5
/
10
5//10 5 / 10
0.5
kg
/
mm
0.5
kg
/
mm
0.5kg//mm 0.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
7
60.0
30
30
−
50
=
10
30
−
50
=
10
30-50=10 30-50=10
30
−
25
=
5
30
−
25
=
5
30-25=5 30-25=5
5
/
10
5
/
10
5//10 5 / 10
0.5
kg
/
mm
0.5
kg
/
mm
0.5kg//mm 0.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
8
70.0
70
−
60
=
10
70
−
60
=
10
70-60=10 70-60=10
35
−
30
=
5
35
−
30
=
5
35-30=5 35-30=5
5
/
10
5
/
10
5//10 5 / 10
0.5
kg
/
mm
0.5
kg
/
mm
0.5kg//mm 0.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}
Point Displacement (mm) Force (kg) Change in D(Delta D) Change in F(Delta F) Delta F//Delta D Spring Rate
1 0.0 0 - - - -
2 10.0 5 10-0=10 5-0=5 5//10 0.5kg//mm
3 20.0 10 20-10=10 10-5=5 5//10 0.5kg//mm
4 30.0 15 30-20=10 15-10=5 5//10 0.5kg//mm
5 40.0 20 40-30=10 20-15=5 5//10 0.5kg//mm
6 50.0 25 50-40=10 25-20=5 5//10 0.5kg//mm
7 60.0 30 30-50=10 30-25=5 5//10 0.5kg//mm
8 70.0 70-60=10 35-30=5 5//10 0.5kg//mm | Point | Displacement $(\mathbf{m m})$ | Force $(\mathbf{k g})$ | Change in $D(\Delta D)$ | Change in $F(\Delta F)$ | $\Delta F / \Delta D$ | Spring Rate |
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
| 1 | 0.0 | 0 | - | - | - | - |
| 2 | 10.0 | 5 | $10-0=10$ | $5-0=5$ | $5 / 10$ | $0.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}$ |
| 3 | 20.0 | 10 | $20-10=10$ | $10-5=5$ | $5 / 10$ | $0.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}$ |
| 4 | 30.0 | 15 | $30-20=10$ | $15-10=5$ | $5 / 10$ | $0.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}$ |
| 5 | 40.0 | 20 | $40-30=10$ | $20-15=5$ | $5 / 10$ | $0.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}$ |
| 6 | 50.0 | 25 | $50-40=10$ | $25-20=5$ | $5 / 10$ | $0.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}$ |
| 7 | 60.0 | 30 | $30-50=10$ | $30-25=5$ | $5 / 10$ | $0.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}$ |
| 8 | 70.0 | $70-60=10$ | $35-30=5$ | $5 / 10$ | $0.5 \mathrm{~kg} / \mathrm{mm}$ | |
2.8 理论“完美世界”弹簧测试数据。
2.9 该图显示了理论原始数据点和一条“连接点”的线。 在给定的弹簧预载力下，当悬挂完全伸展时，启动悬挂运动需要施加相同的力。随着预载力的增加，导致叉子或减震器开始压缩所需的力也会增加。当预载力减少时，所需的力会减少。需要注意的是，当摩托车在地面上并且骑手在车上时，悬挂是压缩的。当预载力发生变化时，弹簧质量会被抬高或降低。这意味着一旦摩托车的重量压缩了悬挂，增加预载力并不需要更多的力来启动运动。
过多的弹簧预载导致悬挂过度伸展的后果是，悬挂在进入凹陷时可用的行程不足。这可能导致轮胎在路面凹陷上跳动而失去抓地力。另一方面，过少的预载会浪费过弯时的离地间隙，并可能导致悬挂更容易到底。
预载是指在悬挂完全伸展时安装弹簧时弹簧被压缩的量。它是弹簧自由长度与设定长度之间的差值。 图 2.12（第 20 页）显示了在较软弹簧（蓝线）和较硬弹簧（红线）上添加预载的区别。注意，两条线在 30 毫米的叉子行程标记处交叉。这意味着这两种设置在 30 毫米行程时提供相同的支撑力。较硬的弹簧以更快的速度建立力（它更硬），但起始力较低。实际上，它的“感觉”会比带有更多预载的较软弹簧更具渐进性。然而，请记住，更具渐进性并不一定更好。
悬挂下沉 春季预载调整的主要作用是改变车身高度。车身高度的变化会影响可用于吸收颠簸和延伸到路面凹陷或坑洼的悬挂行程百分比。要理解这如何影响悬挂处理路面颠簸和凹陷的能力，首先必须了解悬挂下沉（或比赛/静态下沉）。还要注意，这会影响底盘几何和操控。有关更多细节，请参见几何章节。
下沉的概念很简单。当骑手坐在摩托车上时，悬挂在骑手的重量下向下移动，或称为“下沉”。下沉是指摩托车悬挂在骑手在座时从完全伸展状态压缩的量。摩托车的下沉程度取决于弹簧的刚度、摩托车和骑手的总重以及预载。
参考图 2.13，底部的线表示平坦的道路表面。道路表面上方是潜在的隆起，在压缩过程中将被悬挂系统吸收。道路表面下方是潜在的凹陷，摩托车向前移动时悬挂系统将伸入这些凹陷。插图展示了三步预载调节器的效果。
想象一下，仅凭自行车的重量作用于悬挂（图左侧），它几乎处于“顶端”，这意味着 95%的悬挂行程可用于吸收颠簸。注意，三步斜坡预载调节器设置在中间档位。
当骑行者的体重增加时（从左边数第二个），悬挂系统会向下沉降或下垂。现在，75%的悬挂行程可以吸收颠簸，25%留给进入坑洞的延展。在下一个图中，预载调节器已设置到最低或最软的档位。这将压缩和延展的点向下移动，使得现在 65%的行程可用于压缩，35%用于延展。（重要的是要注意，悬挂行程的总量始终保持在 100%不变。）
在系列图纸的最后一幅中，预加载调节器已被调至最高或最硬的设置。压缩和伸展的点已上移，现在 85%的行程可用于吸收颠簸，15%可伸入孔中。
摩托车悬挂的正确下沉量可能取决于多个因素，包括底盘几何形状和使用类型，但一般来说，它应该在悬挂总轮行程的
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