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您是否遇到过经常听别人说起，却不知道真正含义的F1术语?您是否有过以为自己清楚，其实却是理解错误或是一知半解的F1问题?问问别人吧，觉得有些难为情，不问吧，又觉得心里老有个疙瘩……我们将在这个专栏中向您详细解说各方面的问题，使您的疑问和难题迎刃而解。我们的目标是，使您成为真正的F1专家!
阅读本文前，希望大家在脑海中回想起运送重要货物的大型货车。货车车厢内装着易碎物品。道路平坦时不会发生什么问题，如果路面凹凸不平，那么车厢内的货物就会摇晃起来，甚至发生损坏。因此，设计师在汽车的轮轴和底盘之间安装了弹簧装置。
当车轮在凸起路面运动时，弹簧就会通过收缩来吸收路面的冲击，从而减少车厢所受的冲击。当车轮在凹陷路面运动时，弹簧就会拉伸从而防止物体发生晃动。轮轴与车体并没有固定在一起，它们之间安装着能够自由伸缩的弹簧装置。这就是所谓的悬挂系统的基本形式。
货车使用这样的悬挂系统就已经足够用了。但是，轿车的悬挂系统可没这样简单。轿车的悬挂系统能够吸收来自凹凸路面的冲击，从而为驾乘者提供舒适的驾乘体验。但是，弹簧本身也存在很大的问题。过度伸缩的弹簧可能会反复地伸缩，这样一来，在通过凹凸路面以后，当汽车在平坦路面行驶时弹簧依然会继续保持伸缩的状态，车体自然也会随之发生连续的颤动。也就是说，汽车将在一段时间内持续处于震颤状态。
不过，也有人喜欢这种震颤的驾乘体验。但是大多数人都会对这种震颤式悬挂系统提出反对意见，因为这样的悬挂设计会使人们感觉“仿佛坐在酒鬼驾驶的汽车里”。而从提高汽车行驶速度的角度考虑，这样的设计会引发一系列的问题。
以铃鹿赛道为例。铃鹿赛道一号弯道是一个右弯，因此赛车车体会在离心力的作用下向左侧倾斜。而阻止车体侧倾的正是弹簧装置。如果没有弹簧装置发生作用，那么车体会在离心力的作用下发生侧翻。
铃鹿二号弯道依然是一个右弯，因此弹簧将会继续在压缩的状态下再次阻止车体的侧倾。
接下来是一条S形弯道，如果悬挂系统是由单纯的弹簧装置构成，那么在通过二号弯道后，压缩的弹簧会拉伸复原。但是，一旦弹簧出现拉伸过度情况，那么弹簧将会反复伸缩，这样一来，赛车将会不断发生左右震颤。也就是说，在进入三号弯道时，赛车会处于左右震颤的状态，无法保持稳定状态进入三号弯道。
加速或者减速时，车体姿态变化也会引发同样的问题。从直道进入一号弯道时，车手首先会进行刹车，这时车体的重心将会集中到前部，前悬挂会因此而发生收缩，从而导致车体前倾。松开刹车后，收缩的弹簧会主动弹起，车体的姿态也会复原。但是弹簧的上下伸缩同时也会引发车体的上下震颤。
理想的悬挂系统应该是这样：直道结束前刹车时车头下沉，在一号弯道中弹簧收缩阻止车体侧倾，冲出二号弯道后，弹簧迅速拉伸恢复原有状态，并在弹簧没有任何伸缩运动情况下进入三号弯道。减震器(shock absorber)可以很好地解决这一难题。
通常，减震器需要与普通弹簧装置配合使用。减震器是一个充满液体，类似注射器的装置。不过，减震器的活塞上开有小孔，在外力作用下活塞会发生变形，当活塞因压力作用需要收缩时，液体会通过活塞上的小孔和缝隙流动，在没有任何反作用力的情况下实现收缩。拉伸时也同样。减震器是一种可以自由伸缩的装置。
在将减震器与弹簧组合在一起使用以后，当弹簧收缩和拉伸时，减震器就会根据弹簧的伸缩情况产生相应的阻力，吸收弹簧伸缩的剩余动能，从而将悬挂系统的伸缩控制在最小限度之内。也就是说，减震器是一种可以将弹簧的震颤效应控制在理想范围内的装置。插图1分别介绍了弹簧式悬挂系统和弹簧减震器式悬挂系统的伸缩原理。
当然，减震器的缓冲效应与弹簧的伸缩性能必须达到完美的平衡。例如，如果减震器缓冲能力太强，那么弹簧将无法有效收缩，不能发挥作用。相反，如果减震器缓冲能力太弱，那么减震器将无法阻止弹簧的自由伸缩，这样一来减震器也就失去了意义。
扭杆弹簧比线圈弹簧的优点更多
调校是一项重要的工作。当减震器内部活塞上的孔径尺寸和活塞的弯曲程度发生变化时，液体的流动方式也将发生变化，活塞的伸缩方式也将随之发生变化，也就是说，减震器的性能发生了变化。当然，弹簧线圈的硬度也是十分重要的影响因素。当弹簧硬度和减震器性能发生变化时，悬挂系统的工作方式会发生变化，赛车的运动特性也将发生改变。而将赛车的运动特性调整到接近理想状态的过程就是人们常说的赛车调校。
当然，减震器的性能会对赛车的调校带来很大的影响。与弹簧相比较，减震器的结构要更复杂一些，并且它的性能还有一定的改善空间。通过改进，减震器可以拥有非常复杂的性能。尽管减震器并没有什么特别之处，但是它在提高赛车速度方面却发挥着重要作用。通常，线圈弹簧会固定在减震器的内侧，事实上，弹簧和减震器是作为一个整体被安装到车体上的。
2006赛季引发广泛争论的“质量减震器”并不是悬挂系统的构成部件。质量减震器安装在鼻锥的内部，它的工作原理是通过往复运动的部件抑制车轮姿态变化来提高赛车的弯道表现。
或许大家会认为结构简单的弹簧并没有什么重要的作用，但事实并不是这样。通常，线圈弹簧的收缩与拉伸的弹力是成正比的。也就是说，当对弹簧施加两倍的压力时，弹簧将会收缩两倍的距离，而弹簧收缩的距离将通过悬挂系统(结构不同或有所不同)的位移体现出来。悬挂系统位移与弹簧弹力变化之间的关系被称为弹簧收缩比。在赛车调校方面，最初赛车采用的是易于伸缩、位移较大的弹簧，但随着时代的发展，现代的赛车采用的是不易伸缩的弹簧。换言之，初期的赛车调校使得赛车容易侧倾，而不易使赛车发生侧倾的弹簧装置已经成为了现代高速赛车的基本调校方式。为此，设计师必须要根据具体情况调整弹簧的收缩比。
在这个问题上，技术人员想出了很多解决办法。现在，设计人员经常通过改变弹簧线圈曲率和金属线圈直径的方式来调整弹簧的收缩比，弹簧的伸缩位移和弹力的比率就会呈曲线变化。
另外，除线圈弹簧外，还有一种扭杆弹簧(插图2)。将圆筒沿圆周方向转动时，扭杆弹簧就会产生一个反方向的作用力。很久以前就有部分轿车采用过扭杆弹簧。与线圈弹簧不同，扭杆弹簧是一种悬挂位移与弹力关系呈曲线变化的收缩比可变弹簧，作为一种用于悬挂系统的弹簧装置，它的性能十分理想(插图3)。与线圈弹簧相比，扭杆弹簧的结构更简单，因此采用扭杆弹簧后，悬挂系统的结构设计将会变得更加容易。
近年来，F1赛车通常都采用这种扭杆弹簧设计。不过，近年来扭杆弹簧之所以能够得到广泛应用主要是因为采用扭杆弹簧有利于赛车悬挂系统的调校。在更换线圈弹簧时，必须要将部分悬挂系统拆卸开来，而扭杆弹簧则可以直接从扭杆的齿条型基座上拆卸下来。因为扭杆弹簧可以使减震器和弹簧的调校在短时间内完成，所以在赛车设计中扭杆弹簧的应用十分广泛。
近年来，F1赛车悬挂系统的调校通常比较硬，因此弹簧可变收缩比已经不再那么重要了。现在，车轮和弹簧的相对位移已经可以通过改变悬挂系统摇臂的几何位置来进行调整，因此减震器的使用方法也与当初有所不同。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
阅读本文前，希望大家在脑海中回想起运送重要货物的大型货车。货车车厢内装着易碎物品。道路平坦时不会发生什么问题，如果路面凹凸不平，那么车厢内的货物就会摇晃起来，甚至发生损坏。因此，设计师在汽车的轮轴和底盘之间安装了弹簧装置。
当车轮在凸起路面运动时，弹簧就会通过收缩来吸收路面的冲击，从而减少车厢所受的冲击。当车轮在凹陷路面运动时，弹簧就会拉伸从而防止物体发生晃动。轮轴与车体并没有固定在一起，它们之间安装着能够自由伸缩的弹簧装置。这就是所谓的悬挂系统的基本形式。
货车使用这样的悬挂系统就已经足够用了。但是，轿车的悬挂系统可没这样简单。轿车的悬挂系统能够吸收来自凹凸路面的冲击，从而为驾乘者提供舒适的驾乘体验。但是，弹簧本身也存在很大的问题。过度伸缩的弹簧可能会反复地伸缩，这样一来，在通过凹凸路面以后，当汽车在平坦路面行驶时弹簧依然会继续保持伸缩的状态，车体自然也会随之发生连续的颤动。也就是说，汽车将在一段时间内持续处于震颤状态。
不过，也有人喜欢这种震颤的驾乘体验。但是大多数人都会对这种震颤式悬挂系统提出反对意见，因为这样的悬挂设计会使人们感觉“仿佛坐在酒鬼驾驶的汽车里”。而从提高汽车行驶速度的角度考虑，这样的设计会引发一系列的问题。
以铃鹿赛道为例。铃鹿赛道一号弯道是一个右弯，因此赛车车体会在离心力的作用下向左侧倾斜。而阻止车体侧倾的正是弹簧装置。如果没有弹簧装置发生作用，那么车体会在离心力的作用下发生侧翻。
铃鹿二号弯道依然是一个右弯，因此弹簧将会继续在压缩的状态下再次阻止车体的侧倾。
接下来是一条S形弯道，如果悬挂系统是由单纯的弹簧装置构成，那么在通过二号弯道后，压缩的弹簧会拉伸复原。但是，一旦弹簧出现拉伸过度情况，那么弹簧将会反复伸缩，这样一来，赛车将会不断发生左右震颤。也就是说，在进入三号弯道时，赛车会处于左右震颤的状态，无法保持稳定状态进入三号弯道。
加速或者减速时，车体姿态变化也会引发同样的问题。从直道进入一号弯道时，车手首先会进行刹车，这时车体的重心将会集中到前部，前悬挂会因此而发生收缩，从而导致车体前倾。松开刹车后，收缩的弹簧会主动弹起，车体的姿态也会复原。但是弹簧的上下伸缩同时也会引发车体的上下震颤。
理想的悬挂系统应该是这样：直道结束前刹车时车头下沉，在一号弯道中弹簧收缩阻止车体侧倾，冲出二号弯道后，弹簧迅速拉伸恢复原有状态，并在弹簧没有任何伸缩运动情况下进入三号弯道。减震器(shock absorber)可以很好地解决这一难题。
通常，减震器需要与普通弹簧装置配合使用。减震器是一个充满液体，类似注射器的装置。不过，减震器的活塞上开有小孔，在外力作用下活塞会发生变形，当活塞因压力作用需要收缩时，液体会通过活塞上的小孔和缝隙流动，在没有任何反作用力的情况下实现收缩。拉伸时也同样。减震器是一种可以自由伸缩的装置。
在将减震器与弹簧组合在一起使用以后，当弹簧收缩和拉伸时，减震器就会根据弹簧的伸缩情况产生相应的阻力，吸收弹簧伸缩的剩余动能，从而将悬挂系统的伸缩控制在最小限度之内。也就是说，减震器是一种可以将弹簧的震颤效应控制在理想范围内的装置。插图1分别介绍了弹簧式悬挂系统和弹簧减震器式悬挂系统的伸缩原理。
当然，减震器的缓冲效应与弹簧的伸缩性能必须达到完美的平衡。例如，如果减震器缓冲能力太强，那么弹簧将无法有效收缩，不能发挥作用。相反，如果减震器缓冲能力太弱，那么减震器将无法阻止弹簧的自由伸缩，这样一来减震器也就失去了意义。
扭杆弹簧比线圈弹簧的优点更多
调校是一项重要的工作。当减震器内部活塞上的孔径尺寸和活塞的弯曲程度发生变化时，液体的流动方式也将发生变化，活塞的伸缩方式也将随之发生变化，也就是说，减震器的性能发生了变化。当然，弹簧线圈的硬度也是十分重要的影响因素。当弹簧硬度和减震器性能发生变化时，悬挂系统的工作方式会发生变化，赛车的运动特性也将发生改变。而将赛车的运动特性调整到接近理想状态的过程就是人们常说的赛车调校。
当然，减震器的性能会对赛车的调校带来很大的影响。与弹簧相比较，减震器的结构要更复杂一些，并且它的性能还有一定的改善空间。通过改进，减震器可以拥有非常复杂的性能。尽管减震器并没有什么特别之处，但是它在提高赛车速度方面却发挥着重要作用。通常，线圈弹簧会固定在减震器的内侧，事实上，弹簧和减震器是作为一个整体被安装到车体上的。
2006赛季引发广泛争论的“质量减震器”并不是悬挂系统的构成部件。质量减震器安装在鼻锥的内部，它的工作原理是通过往复运动的部件抑制车轮姿态变化来提高赛车的弯道表现。
或许大家会认为结构简单的弹簧并没有什么重要的作用，但事实并不是这样。通常，线圈弹簧的收缩与拉伸的弹力是成正比的。也就是说，当对弹簧施加两倍的压力时，弹簧将会收缩两倍的距离，而弹簧收缩的距离将通过悬挂系统(结构不同或有所不同)的位移体现出来。悬挂系统位移与弹簧弹力变化之间的关系被称为弹簧收缩比。在赛车调校方面，最初赛车采用的是易于伸缩、位移较大的弹簧，但随着时代的发展，现代的赛车采用的是不易伸缩的弹簧。换言之，初期的赛车调校使得赛车容易侧倾，而不易使赛车发生侧倾的弹簧装置已经成为了现代高速赛车的基本调校方式。为此，设计师必须要根据具体情况调整弹簧的收缩比。
在这个问题上，技术人员想出了很多解决办法。现在，设计人员经常通过改变弹簧线圈曲率和金属线圈直径的方式来调整弹簧的收缩比，弹簧的伸缩位移和弹力的比率就会呈曲线变化。
另外，除线圈弹簧外，还有一种扭杆弹簧(插图2)。将圆筒沿圆周方向转动时，扭杆弹簧就会产生一个反方向的作用力。很久以前就有部分轿车采用过扭杆弹簧。与线圈弹簧不同，扭杆弹簧是一种悬挂位移与弹力关系呈曲线变化的收缩比可变弹簧，作为一种用于悬挂系统的弹簧装置，它的性能十分理想(插图3)。与线圈弹簧相比，扭杆弹簧的结构更简单，因此采用扭杆弹簧后，悬挂系统的结构设计将会变得更加容易。
近年来，F1赛车通常都采用这种扭杆弹簧设计。不过，近年来扭杆弹簧之所以能够得到广泛应用主要是因为采用扭杆弹簧有利于赛车悬挂系统的调校。在更换线圈弹簧时，必须要将部分悬挂系统拆卸开来，而扭杆弹簧则可以直接从扭杆的齿条型基座上拆卸下来。因为扭杆弹簧可以使减震器和弹簧的调校在短时间内完成，所以在赛车设计中扭杆弹簧的应用十分广泛。
近年来，F1赛车悬挂系统的调校通常比较硬，因此弹簧可变收缩比已经不再那么重要了。现在，车轮和弹簧的相对位移已经可以通过改变悬挂系统摇臂的几何位置来进行调整，因此减震器的使用方法也与当初有所不同。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。