簡易大彈簧K值量測驗證
在今年三月的BOL騎士活動長途騎乘後,我的FNX傳動系統,開始會掉轉。
起初我並不在意,但是在跑山時卻發現,如果在上坡出彎時大補油,這掉轉現象會變成卡轉,引擎轉速會無法上升,導致車速提升緩慢,也不好騎。
這還滿惱人的…
那時想到的解決方案,是修改催油的方式,由原本油門全開的方式,修改為30%-50%開度,待傳動開始變速後再慢慢加大油門。
透過這種方式,的確可有效減緩掉轉現象,不過很不直覺阿!
所以,我開始有更換大彈簧的想法,想更換硬度與K值設定與原廠接近,但材質較為耐熱/耐用的改裝大彈簧。
不過,打開拍賣一查,各家改裝彈簧都是透過xxxx轉,來表示大彈簧硬度的等級。
這是什麼標示?彈簧的硬度我只有聽過K值,沒有聽過XXXX轉。這是以什麼作為標準下去標示的?
在Google後,眾說紛紜。
有些人說是以原廠車設定的轉速為800轉,改裝的1000轉就是轉速會多200轉。
有人是說原廠的彈簧為0轉,改裝1000轉為原廠轉速加1000轉。
有人表示,A改裝廠1000轉大彈簧與B改裝廠1000轉大彈簧的彈力都不同,壽命也不同。
最後,大家都說反正彈簧便宜,多買幾間來配就好。
阿…出現了,是感覺改車XD。
不過,我不想這樣。
所以,我自己根據網路上查到的資訊,建立了原廠/改裝大彈簧的K值表,作為FNX彈簧改裝時,選擇彈簧的依據之一。
點我:原廠/改裝大彈簧K值表
注意!此K值表僅供參考,實際每台車的普利設定都稍有不同(開閉盤行程、大彈簧外徑等),若要精確計算建議購買零件/拆下零件實際量測較為精準。
透過量測彈簧的線徑、外徑、有效圈數等計算出K值,再根據彈簧長度、與開閉盤預壓行程量與開閉盤全開行程量,可以看出大彈簧,對普利前組所施加的壓力變化曲線。
但是,我這樣計算去判斷彈簧壓力,真的沒問題嗎?畢竟我不知道,原廠/改裝大彈簧,製造時使用的鋼材種類(計算時用的G值)。
所以這篇文就來了,我想架設一個簡單的平台,量測大彈簧的K值。主要適用於驗證計算彈簧時的K值是否準確外,也可用於實際彈簧K值量測,透過數據去了解,現在要裝上車的元件,可能會有什麼影響。
首先,傳動大彈簧使用的是壓縮彈簧,所以只要給予壓縮重量,使其壓縮到一定的長度,就可以計算出其K值。
計算方式非常簡單,K值(Kg/mm) = 負載重量 / 彈簧變化長度
所以,只要架設一個可以給予恆定負載的裝置就好。
以下是我準備的工具:
- 竹筷子一雙
- Ikea小木箱子板材兩片
- 水線一段
- 瑜珈墊一塊
- 木椅子兩只
- 8kg壺鈴一只
- 待測大彈簧數只(架設用F91大彈簧示範)
實驗開始,先量測大彈簧的各項數據:
- 彈簧長度
- 彈簧線徑
先將瑜珈墊放置底部避免意外產生。
再將水線穿過壺鈴、支撐底板、彈簧、支撐頂板(可不用)、最後用竹筷固定。
接下來,將支撐底板放到椅子上,調整水線的長度,讓壺鈴懸掛至半空中,將彈簧壓縮。
這時,再用游標卡尺量測大彈簧被附載壓縮時的長度
這樣就知道這只大彈簧,於8.2kg下的壓縮量了。
再將其套回公式計算:
K值:8.2kg / (126.7mm – 106.41mm) = 0.41
而透過壓縮彈簧的公式
可計算出,FNX的彈簧K值為
K = 0.40
這個結果,與實際量測的數據相當接近呢。
當然,我也不會只測一條大彈簧。
KOSO的超硬短彈簧(KOSO – FH239000)
計算:K = 0.59
實際:K = 0.70 (強滿多的)
NCY GY6 1000rpm
仕輪 GY6 1000rpm
可以看到,量測後計算的K值,與計算出的K值仍有一定的差異,撇開製造差異,於游標卡尺的量測與實驗環境的架設均有誤差,本來就不如實驗室等級講究。
例如竹筷子與繩子再吊掛壺鈴時,若與彈簧接觸點施力不平均,會導致彈簧輕微扭曲,影響游標卡尺的長度量測,誤差可能會高達1~2mm,這1~2mm會導致K值跑掉。
不過,即使如此,對我來說已經有足夠的參考與關連性。畢竟,這只是驗證彈簧的K值,是可透過使用琴鋼線、矽鉻鋼線的G值8000做為計算,並接近彈簧實際量測的K值。
比起精確度,更重要的是,在更換不同大彈簧時,彈簧K值對於前普利的負載變化曲線:
這是將不同彈簧安裝至開閉盤後,開閉盤行程與彈力的變化表(行程為57.5mm – 38.5mm)。
看上圖就可以知道,SYM的Jet SR與Fiddle 125共用同款大彈簧,這彈簧的參數與NCY的Dio大彈簧特別接近,所以Jet SR或者Fiddle 125需要改裝大彈簧時,可以朝Dio的改裝大彈簧方向去找尋。
像我的車是FNX七期,如果更換為仕輪GY6的1000 rpm,大約就是整體增加約5k左右的壓力,用另一種大彈簧標示法,大概就是彈簧彈力比原廠高出20%這種標示法。
如果更換上,可預期的於開始變速至尾速所需的轉速,都會比較高。
另外,我也算了DRG 6期與DRG 7期的彈簧K值。
DRG 7期的彈簧,相較於6期,其K值變得更小,長度更長。
如果想將7期DRG的傳動更換至6期上,要注意除了更換普利盤、普利珠外,大彈簧也要一併更換。
否則,光只更換前組,後組大彈簧沒有換,可能會有起步高轉且尾速跑不上去的問題。
在這邊也推薦一下,如果你想自己設定並調整傳動,可以參考我另一篇文章:透過OBD2畫出變速曲線圖
透過觀察變速曲線圖的變化,可以得知更換不同零件後,騎乘時的轉速/時速的變化量,檢查更換零件後的配置是否是自己要的。
以上!