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攸關汽車行動操控,漫談懸吊系統

【大紀元2月2日訊】

在19世紀末期,汽車工業正值萌芽期,這時的車子只是一種具備轉向與動力的交通工具,根本談不上什麼操控性與舒適性。但隨著科技的進步,汽車的性能相對提高,安全性、舒適性與操控性也逐漸受到重視,為此懸吊系統(suspension system)便因應而生。

一般消費者對於汽車的要求,除了售價便宜、配備豐富、性能卓越、經濟性佳外,舒適與操控也是絕大多數人所訴求。但是以目前的技術而言,似乎還無法達到百分之百兼具操控性與舒適性的境界,而直接影響這兩者的,就是大家常聽說的懸吊系統。

如果說要用人體的某個部位來解釋汽車懸吊系統,那骨頭就像是支臂架構,而肌肉就像那彈簧與避震器了。之所以車上要有如此的結構產生,是因為有地心引力,重量跟引力成正比,要維持一部重量達數百甚至上千公斤的汽車能夠平穩行駛在顛簸崎嶇的路面上,這中間就要靠懸吊系統與避震器伸縮來吸收這高低起伏的變化。

基本上來說,懸吊系統是由緩衝的彈簧線圈、減震筒、支撐輪胎及車輪的支臂所構成,其中德國MERCEDES BENZ所採峸蟪ㄕ△L彈簧避震器,成本高卻能達到最佳舒適性。一組良好的懸吊系統,必須要有足夠的彈性與減震作用。因為汽車在過彎或是行經崎嶇路面時,車體會產生扭曲,這時若沒有優秀的懸吊系統來支撐,不僅車內乘員會因此而受傷,就連車身也會因金屬長時間疲乏下改變既有結構,降低行車安全性。

就懸吊系統來說,一部車分為前懸吊與後懸吊系統,分別掌控前後輪的舒適性與整體的操控性,當然隨著造車技術的精進,懸吊系統已由過去的葉片彈簧演化到目前分別著重各種訴求的設計,以下就是各類懸吊系統的介紹。

前懸吊設計部分:

麥弗遜懸吊系統(MacPherson)

此項設計出現之後,馬上就取代已經使用多年的葉片彈簧系統,因為葉片彈簧在乘坐上極不舒適,且無法有效吸收來自路面的衝擊能量。麥弗遜懸吊是以設計者的名字命名,結構是以簡單機械組合而成,首先採用圈狀彈簧與減震筒合成一體的設計,使它擁有高度吸震功能,並且使避震器成為轉向與結構支臂的一部分。作動支臂只有一個L型結構桿在避震器下方與它組合而成,有極佳的減震舒適性及機械空間利用性,是現今汽車懸吊中最普遍的一套系統,如FIAT Punto、FORD Focus等,均使用前麥弗遜懸吊設計。

雙A臂懸吊系統(Double Wishbone)

此一懸吊系統是繼麥弗遜懸吊出現後的另一項成功設計,之所以稱為雙A臂,是因為其支臂形狀呈A字型,而且上下各一組的連體作動,所以名稱即由此而來。雖然它的結構較為複雜,比起麥弗遜系統有更多的支臂桿,但是卻有較佳的作動幾何變化與衝擊力量承受強度,因為這樣的特性,使得它有極佳的操控運動性能表現,被高性能車、跑車及競賽用途車種所廣泛採用,例如知名的HONDA Civic、Accord、FERRARI 456甚至F-1賽車都採用此類設計,或許F-1賽車在形狀上有設計上的差異,但是其作動原理是相近的。

複合式懸吊系統 (Multi-Link)

於現今前懸吊種類中屬於較晚期的設計,目前僅見於NISSAN Primera上,此系統主要訴求在於結合麥弗遜與雙A臂懸吊的優點於一身,也就是期望能同時擁有舒適減震功能與高度的操控性能,在設計上由雙A臂系統為基本修改而來,下方支臂依然採用A型設計,原上方A臂的形狀經過修改之後變成一粗壯的單一支臂,且須同時擔任轉向結構。此新概念系統在設計上有其獨到之處,就實際性能展現方面,雖然有媲美雙A臂的剛性強度及操控感,但是舒適性的減震效果尚有改善空間。

轉載自「汽車日報」網站(http://www.autonet.com.tw)

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