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扭力樑懸吊v.s多連桿懸吊,究竟有多大的差別?

車訊網 標誌 車訊網 2017/7/15
© 由 車訊網 提供

1.連桿多或少的差異

2.懸吊如何影響定位

3.剛性上的差異

在上期提到,麥花臣懸吊與雙A臂懸吊的最大不同是連桿的設計影響操控性和舒適性,而這兩種懸吊都屬於獨立式。說到後懸吊,其中最熱門的話題就是扭力樑與多連桿之間的爭議,這是硬要把非獨立式和獨立式兩種不同等級的懸吊較量。一般人認為,非獨立式懸吊已經落伍,不符合現代汽車的需求,雙A臂和多連桿才是王道。無論如何,我們從早期汽車使用的扭力樑談起,到現代很夯的多連桿,之間到底進步了多少?

扭力樑(Torsion Beam)

非獨立式懸吊,用一根樑連接左右車輪,代表其中一側車輪的跳動會影響另一側的車輪,影響舒適性和操控性。

多連桿(Multilink)

由雙A臂衍生出的多連桿式懸吊,連桿之間以橡膠襯套或球面接頭(關節)銜接,擁有更大的自由度應付路況。

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連桿多或少的差異

扭力樑懸吊的兩側設置拖曳臂,使懸吊呈工字形狀。拖曳臂前端直接跟車體結合,由後端帶動懸吊。由於橫樑與拖曳臂是牽制在一起,強大的剛性足夠扮演防傾桿的角色。當兩側的拖曳臂相對作出上下移動時,會扭轉來提供懸吊的側傾角度。簡單的構造,自然縮減製造成本和維修費,使用空間也小,因此使用扭力樑的車款,行李廂的內輪拱佔據空間比多連桿小,但車輪跳動時容易互相牽連,貼地性就變差,過彎的穩定也受影響。

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扭力樑懸吊常伴隨著兩側的拖曳臂(牛腿)與車體相接,橫樑被當作橫向定位的連桿。因使用空間小,在小型車款的後軸很常見到這種懸吊,實現空間最大化。

由雙A臂進化的多連桿懸吊,構造跟雙A臂極為相似不易辨認,多以原廠公佈為準。與扭力梁懸吊的最大不同是,多連桿的支臂可以獨立運作,大大減緩路面的衝擊。以五連桿居多的多連桿懸吊,能調整幾何變化的自由度更高,使賽車隊中的工程師能利用電腦模擬懸吊的動態作出更細膩的調校來提高過彎的穩定性。尤其越野賽車中,非常需要能自行調整定位的多連桿,以適應路況多變的越野操駕。而在高級房車中對舒適性和操控性的要求甚高,多連桿也吸引更多車廠投入研究,但複雜的結構對塑造空間最大化的小型車來說是不利的。

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多連桿懸吊為締造更佳的乘坐舒適和操控,設定每根連桿有不同的長度和角度,作出更連續的動作來保持輪胎貼地,多半使用在性能車和高級房車。

懸吊如何影響定位

懸吊的種類決定車輪的外傾角、後傾角和內傾角定位,只要其中一項調整不正確就會造成輪胎偏磨耗,影響操駕。而前束角也是非常重要的一環,從前輪上方來看,是車輪與車輛前進方向的夾角,呈現內八的形態,目的是讓前束角的側向力和外傾角的側傾推力相互抵消,也就是說抵消外傾角的外滾作用,減少輪胎磨耗和提高行車的前進力。而市面上的前驅/後驅車多設定為內八形態(toe-in)配合正外傾角,用於一般道路行駛;而賽車會被調整成外八形態(toe-out)配合負外傾角,提高車尾的穩定性。

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用在前軸的多連桿,有推桿的加持下,受到前後力量(加速和煞車的力)或側向力時能自行調整最合適的前束角,強化車子前進的穩定。

雖然扭力樑在操控感上不及多連桿,但在定位中仍有它的優點。當左右輪跳動時,靠橫樑牽扯在一起,使外傾角和前束角不會被改變,輪胎磨耗變小。此外,在作車高降低時,不容易改變輪胎的角度,讓操控感還能保持。而多連桿最大的優點,在於調校其中一根連桿的角度時,不會影響其他連桿的參數,方便車隊調校,達到賽車的最佳狀態,相對於雙A臂其調校的自由度更高了。多連桿受力時能自行調整外傾角和內傾角以保持輪胎貼地性外,也能自行調整前束角,對提高前行的穩定性更上一層。

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當左右輪跳動不一致時,很難做到像多連桿精準的車輪角度變化,且簡單的構造使設定的自由度較小,操控的安定性也較差。

剛性上的差異

扭力樑的結構本體非常堅固耐用,變形率很低,所以對接頭的磨損相對比較少,但重量不輕,面對顛簸的路面時,懸吊的上下移動產生的慣性很大,避震器無法很精確的吸收能量,不容易達到很高舒適性和操控性的要求。當其中一輪壓到石頭向上升起時,會拉扯另一輪胎作橫向位移,造成車尾會有輕微的擺動。但為何都是小車在使用?最主要的原因在於研發成本低和時程短,簡單的構造容易組裝。此外,藉由非獨立懸吊的高剛性特點,皮卡車和部分越野車會採用這款作為後懸吊來提高承載量,只不過是用葉片彈簧式懸吊(另一種非獨立懸吊)。

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雖然很重的扭力樑無法精準的避震,但高剛性也提昇耐用度,是很多車廠推出市售前驅車的首選。

作為獨立懸吊的多連桿有很高的靈活度和很大的改裝空間,但剛性不比扭力樑強大,每根連桿的接頭受力很大,磨損的機率也越大,從而提高保養成本。因此,若要達到扭力樑的耐用度,在研發過程中,用料和結構要非常講究,才不會讓連桿變形,也直接在價格上翻倍。扭力樑也並非是操控的殺手,其結構也能維持良好的高速穩定性,只不過在彎道上不是多連桿的對手,所以搭載非獨立懸吊沒有一定比獨立懸吊差,車身的配重也是關鍵,要達到好的操控和舒適並非只有調校懸吊而已。

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為了提高耐用度,多連桿的結構就比扭力樑複雜許多,所以這款懸吊多用在後驅車和4WD車,但也在性能前驅車出現,如10th Civic FC。

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