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简单来说,悬吊系统就是指由车身与轮胎间的弹簧与避震器组成整个支持系统,悬吊系统应有的功能是支持车身,改善乘坐的感觉,不过因为不同的悬吊设置会造成前后轮几何学的变化,使驾驶人有不同的驾驶感受,所以不同的驾驶者就会去要求悬吊的改进,一般我们能够改装的地方只有弹簧与避震器,而汽车原厂所设计出来的悬吊几何机构,因为牵涉过于复杂,所以关于这个部份的改装留给原厂设计师去研究。

先来说说为什么车子会太软,过弯很恐怖,原因是原厂所设计的悬吊系统通常以舒适性佳为主,此点就和操控性背道而驰,我们都知道,当车加速、减速、转弯或是变换车道时,都会因为惯性的原理使车体产生偏摆的行为,若为了减小自由摆动的幅度而增高衰减力(增加弹簧磅数)的话,会因高周波震动而有叩叩的硬物敲打感,而且很不舒服;若减低固有振动数即减小弹簧磅数下,当高速行驶行经不平路面超车、过弯或一般道路回转时,车身就会出现左右大倾斜或晃动,直接造成车辆操控不安全以及驾驶者的不安全感,起步、煞车制动时前后倾斜,也一样有损操控性、安定性。所以乘坐感、操控性、安定性这三者构成相克关系,这三者很难有完美的兼顾,而改装就是为了在此寻求一个平衡点。

独立还是非独立?

看到这个标题请大家不要太敏感,今天可不是谈政治,在这里的独立与非独立指的是悬吊系统,也就是今天要上的主要课程。悬吊系统基本的形式有两种,一种是以一支车轴连结左右轮的非独立悬吊,另一种是左右轮可独立运动的独立悬吊。由于现代人对车子乘坐舒适性及操纵安定性的要求愈来愈高,所以非独立悬吊已渐渐被淘汰,大多数的车厂都是设计独立悬吊为主,原因就在于独立悬吊的优点:连结的车轴,弹簧下重量轻,车轮的触地性良好,乘坐舒适性及操纵安定性大幅提升;另外因为独立悬吊左右两轮可自由运动,轮胎与地面的自由度大,所以操控性会比较好但相对的较不利轮胎损耗。这些优点造成现今的车辆大多采用独立悬吊系统,常见的有多连杆式悬吊系统、麦花臣式悬吊系统、拖曳臂式悬吊系统、还有本田最自豪的双A臂式悬吊系统。而这些独立悬吊系统各有优缺点,聪明的车厂在为一辆车设计悬吊系统时,就会截长补短,结合及修改不同悬吊的系统而发展出新的悬吊系统,像MAZDA所谓独步全球的后轮自动偏滑系统TTL(Twin T Link),光是听这名词似乎很科技,其实就是麦花臣悬吊加上拖曳臂悬吊再以梯形连杆连结所构成的,而其他像什么QT悬吊、五连杆悬吊之类都不外脱以下要介绍的几种,更有甚者,PSA集团旗下的某车种,明明是一样的后悬设计,一个叫后轮独立拖曳臂,另一个却叫独立水平对卧拖曳臂,一般读者看了绝对觉得后者较虐粒所以想要了解这么多不同名称的悬吊系统,最好的方法就是直接拿底盘结构图来看。以下介绍几种目前较常使用的主独立悬吊系统

结构最简单-麦花臣式悬吊系统

麦花臣式悬吊系统(McPherson Type)又称为支柱式悬吊系统,此种悬吊常见于小客车的前悬吊,堪称是最被广泛运用者,像FORD、TOYOTA、NISSAN车系等,这是利用避震器为车轮定位用支柱的悬吊形式,支柱上部经由橡胶置绝缘体固定于车身,支柱下部用连杆连结以定位,避震器为筒型,装在支柱内部。支柱可在导管内上下滑动,最大优点为构造简单,占位置小,前轮之后倾角不会因车轮的跳动而改变,另外在麦花臣式悬吊以外的悬吊,外倾角方向的定位需要上臂,牺牲空间,麦花臣式悬吊因避震器有此功能,可增大车室空间,在引擎横置的FF车因布置空间无余地,此优点就显得特别重要;缺点为行驶不平路面时,车轮易自动转向,故驾驶人须用力保持方向盘,当受到剧烈冲击时,滑柱易造成弯曲,因而影响转向性能。

F1赛车的理念-双A臂式悬吊系统

双A臂式悬吊系统(Double-Wishbone),在支柱式悬吊系统问世前,小客车的独立悬吊式前悬吊为双A臂式悬吊,但是,支柱式问世后,除了一部份外,几乎所有的小客车前悬吊都改用支柱式。不过,最近苛求乘坐舒适性与操纵安定性的车种开始在前后轮都采用几何学变化,柔软协调等设计自由度高的双A臂式悬吊,为「有外倾角变化控制用臂的悬吊形式”。臂的布置是下臂与支柱式差不多,上臂是两端已有橡胶衬套的A型臂结合车身与车轴,车身常有副框架,主轴布置于副框架上,副框架与车身通常在四处经绝缘体结合,弹簧与避震器为尽量增长行程,装于上臂上与车身间,藉这些连杆的布置设计,即可将外倾变化。双A臂式悬吊的优点首推设计自由度,因不对避震器施加弯矩,所以摩擦小,因在副框架上布置连杆,容易兼顾悬吊系的刚性与震动绝缘。缺点是零件数多,也要求定位精度,成本上重量上都不利单厢小货车之类的商用车,这是HONDA从F1赛车上所产生的理念,也是本田车系最喜用的悬吊系统。

欧系车最爱-拖曳臂式悬吊系统

拖曳臂式(Trailing arm type)是专为后轮设计的悬吊系,以支臂结合车轴前方的车身部主轴与车轴,其中车身部主轴的旋转轴垂直于车身中心线者,亦即直向后方,称为拖曳臂式或全拖曳臂式,使用这类系统的车像PEUGEOT车系、CITROEN车系、OPEL车系等,而半拖曳臂式之摆动臂系倾斜于车身中心线即斜向后方,像近几期试驾的现代Atos、DAIHATSU Sirion即属此类。拖曳臂式悬吊的结构为车身部的主轴直接结合于车身,然后将主轴结合于悬吊系统,再将此构件安装于车身,弹簧与避震器通常是分开安装或是构成一体,直立安装于车轴附近。悬吊系统本身的运动,支臂以垂直车身中心线的轴,亦即平行于车轴的轴为中心进行运动,车轴不倾斜于车身,在任一上下运动位置,车轴平行于车身,对车身外倾角变化为零。其最大的优点乃在于左右两轮的空间较大,而且车身的外倾角没有变化,避震器不发生弯曲应力,所以摩擦小,乘坐性佳,当其煞车时除了车头较重会往下沈外,拖曳臂悬吊的后轮也会往下沈平衡车身,而其缺点为无法提供精准的几何控制,所以像某些车厂就会结合一些连杆来解决,形成复杂的多连杆悬吊。

渐成主流-多连杆式悬吊系统

近年的汽车厂苛求乘坐舒适性与操控安定性的底盘性能,因而采双A臂式悬吊与多连杆式悬吊系,形成所谓的复合式多连杆(Multi-link),不过两者原理相同,因连杆的数目及固定点不同,各车厂命名方式不同。以多连杆将车轴定位,连杆大都经由衬套先安装副框架,副框架经绝缘体固定于车身,此构成原理与双A臂式悬吊差不多,只不过双A臂式悬吊是以上下二支A臂或是以三只连杆形成A字形状,另有一组固定于车身的机构来连结,而像宾士车厂所谓的多连杆不过是采拖曳臂式悬吊与双A臂式(多一只连杆)悬吊系,形成所谓的复合式多连杆(Multi-link),之所以会如此设计是因为多连杆式独特的连杆配置结合拖曳臂的舒适性与双A臂的操控性、抓地性,能提供平稳的行驶性急吸收大部分从路面传来的震动,并能自动调整轮胎角度,消除对地外倾角变化,车身晃动时,使轮胎与路面永远保持90度垂直,抓地力自然佳。因此要兼顾操纵安全性乘坐舒适性,就得适当的设定连杆安装位置,角度,衬套等特性,各车的多连杆式吊可达成如此复杂连杆配置,是由于容易用电脑解析模拟多连杆式悬吊系的优缺点,多连杆与双A臂式悬吊同样构造复杂,各零件需要高精度,成本高,重量增大(有些使用铝合金制连杆来减轻重量)是其缺点,但可平衡达成其他悬吊方式,达不到的前述性能要求,因此目前多连杆式也可说是最复杂也是最先进的悬吊,以前多为一些高级房车像双B、JAGUAR等所使用,不过随着时代进步,目前多数的新车(六代雅哥、Galant)也都采用此系统。

防倾杆做什么用?

看了这么多不同的悬吊系统,是不是快睡着了,这样不行哦!上课要专心点,好吧,说点大家感兴趣的,打起精神来,现在我们已经知道,车辆强调舒适性却失去操控乐趣的原因出在悬吊系统,虽然原厂设计的悬吊系统不易更动,但我们可以藉由改变避震器阻尼系数增加与弹簧磅数增加来求得更佳的操控性,除此之外,改变轮胎的扁平比也可改善一点,若是要有立竿见影的神效的话,还有一个方法,就是加装防倾杆或是加粗,防倾杆又名“扭力杆”英文名称为ANTI-ROLL- BAR,近似ㄇ形的防倾杆会分别锁在悬吊系统的下o臂上,当车辆在过弯的时候,因为离心力的缘故,车辆会向一方大幅倾斜,尤其是越舒适的车转越急的弯,简直就像要翻车一般,此时若有防倾杆便会发挥功用,因外侧车轮与内侧车轮左右不平均受力而倾斜的关系,悬吊一边会较高而相对的另一边则较低,此时防倾杆便会产生平衡左右悬吊高低的作用,迫使悬吊高低动作均等,虽不能完全作到无侧倾状态,因还须将悬吊一并的加强,如此会使车身倾斜的角度变小,过弯时车辆循迹性会较佳,不易产生失控的现象。车体在激烈操驾下所产生的偏摆现象,并不能一昧的改变悬吊系统的硬度即可,否则直接装上四只‘铁管’就好了,必须藉助防倾杆借力使力,辅以高抓地力低扁的轮胎,才能拥有最佳状态,至于如何兼顾舒适与操控,就看整个悬吊系统搭配的协调性了。
到底哪一种悬吊系统最好?

说了这么多,一定会有读者想问,到底哪一种悬吊系统最好?事实上,每一种悬吊的设计之初,原厂会针对车辆的大小、乘坐空间、成本预算、悬吊重量以及车辆的市场诉求,发展出不同的悬吊系统,像为什么欧系的小车几乎都采前麦花臣、后拖曳臂附扭力杆的悬吊设计,因为这两种悬吊构造简单、成本低,因应一般人的需求已经足够。而跑车中的跑车蓝宝坚尼前后同为双A臂悬吊设计,这是不是代表双A臂悬吊最好,请各位读者不要忘了底盘悬吊系统不单指悬吊系而已,还有弹簧、避震器、防倾杆等物,蓝宝坚尼虽采双A臂悬吊设计,不过人家是电子避震器,可手动控制或自动感应做出不同的阻尼变化,调整出最佳状况,而HONDA Civic也是双A臂悬吊,操控起来可是完全不一样,最大的差异在于因为成本及需求的不同,悬吊的原型设计虽然都一样,不过稍微改变一下就会有所变化了。而今天所介绍的几种悬吊,皆是原形的设计,最大的用意在于告诉各位读 者,各车厂根据这些原型作不同的修改,来因应不同的需求,所以即使是相同的底盘设计,驾驶感受也不见得相同。

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