悬吊系统,您的爱车是哪一类?

2020-07-10 浏览量:234

有人说打造一辆车的成败,取决于底盘的设计,而悬吊系统就是底盘中的关键。早期的车辆悬吊设计的方向很单纯,就是让乘客舒服的坐在车内,因此发展出的悬吊很容易达到舒适性;后期为了使赛车平民化和人们的高品质需求,开始从方程式赛车追求的操控性应用在市售车,开发出结构複杂的悬吊,为的是兼顾操控与舒适,但有一定的难度。

扭力樑悬吊

简单又经济的设计

由一根粗大的横向扭力樑把左右两侧的拖曳臂烧焊在一起并连接左右车轮,当车轮跳动时容易互相牵连,称为非独立式悬吊。结构上看起来像工字型的扭力樑,构造非常简单,製造成本低又耐用,容易维修,所佔的空间较小,因此适合空间最大化的小型掀背车使用。

但掀背车因重心提高且车轴较短,侧倾幅度很大和后轮容易侧滑,所以车厂将扭力樑设置在后轴以抑制侧倾。原因是横梁的高刚性能取代防倾桿的功能,当拖曳臂相对的上下摆动时,横梁保有一定的弹性範围去扭转,让车轮小幅度的跳动而不相互影响,但路面冲击过大会导致左右轮互相牵连,在极限过弯时外倾角的改变小,减少轮胎跟路面的接触面积,抓地力较差,所以很难有很好的操控性。如今的扭力樑已优化许多,透过横梁与轮轴线的设定,能达到不错的舒适性,外加推桿的补强件,也能提昇操控表现,很多欧系小钢砲都是优化后的扭力樑悬吊。

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麦花臣悬吊

最耐用的独立式悬吊

避震器上端固定于车架,下端由一支控制臂连接悬吊樑,作为独立式悬吊的麦花臣,最大的优势莫过于左右轮的跳动互不影响,而且构造简单、便宜、耐用、不佔空间等优点,是车厂设计前驱车的首选。当车轮跳动时,藉由后倾角不会被改变的优点,能提高直线前进的稳定性,因此多数使用在前悬吊。但麦花臣的构造有着内倾角变化较大的缺点,当急加速或煞车,大晃动直接反映在方向盘上,转向也比较费力,不利于激烈操驾。不过,作为一般市售车的定位,麦花臣给予的舒适性已相当不错,足够应付一般路况。总结来说,麦花臣和扭力樑有着「构造简单又经济实惠」的特点,又能给予不错的舒适性,有助于原厂开发较耐用的市售车。

悬吊系统,您的爱车是哪一类? 悬吊系统,您的爱车是哪一类?欧洲一些性能钢砲如Renault Clio RS也採用前麦花臣后扭力樑的设计,而日系小车Yaris、Fit、Swift等,为争取车内空间也用这样搭配的悬吊。
悬吊系统,您的爱车是哪一类?当扭力樑面对极限过弯时,因外倾角改变小造成轮胎抓地力变差,甚至会被抬起。
悬吊系统,您的爱车是哪一类?避震器衔接转向节和车架,过弯时会一起转向,一旦轮胎跳动就直接冲击避震器,而容易使定位角度产生短暂跑位,较不适合犀利的攻弯,因此后来才会有进化版的麦花臣悬吊现身。

双A臂悬吊

追求操控的鼻祖

在盛行赛车的上世纪30年代,为追求高操控性,而加速双A臂悬吊的诞生,并由上下支臂固定于车架,避震器藏在支臂内不与转向结构衔接。由于双A臂有较多的连桿,能随时保持胎面接地的垂直角度,造就精準的转向反应,进而提高车辆的操控性。随着时代推进,当年赛车的高科技产物已大量沿用到市售车,以满足不同的开车族群。

双A臂能做到灵活动作的关键在于自由的设定倾角,有利于面对不同赛道,而且原厂也易于做出符合市售车需求的底盘取向。此外,在车轮大幅度跳动的瞬间,藉由长短不一的上下支臂能减少外倾角的改变,抑制轮距的变化而增加胎面的贴地性和悬吊的承载强度,有利于保持轮胎抓地力与快速攻弯,加上绵密的构造使擦刮半径(Scrub radius,轮胎中线与转向轴线的距离)缩小,能减缓过弯时方向盘的晃动,因此装在前轴能大幅降低方向盘的拉扯力量,让车手更容易掌控车辆。

一般麦花臣的构造会使避震器受到各方向的力量干扰,而容易晃动并短暂位移,但双A臂的连桿抵消了大部分的多余力量,避震器更能有效的吸收路面带来的冲击力,加上较低的避震器位置能让车厂设计低重心的车款,提高过弯极限,这就是为何高级房车或性能前驱车多採用双A臂或多连桿悬吊的缘故。不过,在着重犀利操控的同时,势必要牺牲部分的乘坐舒适性,但也可以作出相反的调整,一切得看车厂要锁定哪一类的消费族群。

悬吊系统,您的爱车是哪一类?可塑性很大,尤其用在市售车款,可作出偏操控或偏舒适的悬吊,但造价高昂,又佔空间。
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悬吊系统,您的爱车是哪一类?60年代初期相当盛行组件汽车(指汽车製造商将零件拆散卖给消费者,由消费者打造自己的爱车),Saab Quantum IV方程式赛车就此诞生,底盘由电脑模拟打造,并以双A臂和三缸二行程引擎参加SCCA(Sports Car Club of America)北美赛车挑战赛中的Formula S组。
悬吊系统,您的爱车是哪一类?车轮往上移时,支臂不等长的双A臂会增加负外倾角,加强胎面的侧向抓地力。

多连桿悬吊

造价非一般的贵

当人们追求操控兼顾舒适的渴望愈高时,进而催促多连桿悬吊的诞生,多连桿是由双A臂衍生出的五连桿式悬吊,构造极为相似,连桿之间以橡胶衬套或球面接头衔接,因各支臂可以独立运作,更能让胎面接的垂直角度保持,贴地性非常强。在80年代M-Benz 190E是使用多连桿悬吊的首款车,随后的高级房车都会赋予这类悬吊,在操控与舒适中求取更好的平衡点。

悬吊系统,您的爱车是哪一类?多连桿 由双A臂衍生的悬吊,构造虽然非常相似,功能性却比双A臂更进步,面对连桿震动所产生的惯性较小,能尽量满足舒适与操控必须兼得的族群。

以五连桿居多的多连桿,借助各支臂可独立运作的优势,在调整其中一根连桿的角度时而不影响其他连桿的参数,调整几何方面更加自由,使赛车队里的工程师从赛道上获取资讯后,能快速的调校符合该赛道所需的悬吊设定,达到弯道的高操控力。此外,多连桿受到挤压时能自行调整内外倾角,意味着多连桿能几乎吸收掉多余的力量,避震器就不会被拉扯变形,比双A臂更能发挥吸收轴向力的效果,达到高舒适性。

虽然多连桿有着机械手臂一样的灵活性和调整空间,但为了极佳的耐用度,在选料和设计构造上都非常讲究,连桿才不易变形,相对的,构造变得複杂,开发时程长,造价也不菲。再说,连桿的鱼眼接头受力最大,衬套消耗得挺快,间接也提高维修成本。回过头来说,当人们想追求高舒适又能兼顾高操控的车款时,以传统悬吊来看只有多连桿较能趋近这刁钻的需求,但舒适与操控的比例肯定不同等,一切取决于车厂要赋予车辆何种个性与定位。

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悬吊系统,您的爱车是哪一类?多连桿造价昂贵又佔用较大空间,一些车厂为了省下成本而採用相对简单的双A臂,如Audi Q7,搭配气压式避震器后就能兼顾舒适和操控,目前是高级房车才有的配置。
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