淺談懸吊系統

淺談懸吊系統

許多車迷朋友涉入改裝世界的第一步就是懸吊系統,因為懸吊系統對於車輛的操控表現具有絕對的重要地位,但關於懸吊系統的真正原理實際了解的讀者卻寥寥可數,究竟懸吊系統的原理為何,各型式懸吊又有何差異性,本期專業人物語就一起來探討懸吊系統的基礎原理。

懸吊作動原理及型式
各有優劣取向不同

汽車懸吊系統(suspension)系支持車身重量,並緩和及吸收路面不平整所導致的上下振動,且防止不當振動傳入車身,藉此令使用者乘坐舒適,保護載貨,亦需減低車身各部分的動性應力,並抑制車輪振動,改善行駛操控之安全性。為達到此上述機能,車身與中輪之間需要配置適當的彈力之懸吊彈簧,而消除彈簧作用之波動頻率,則由避震器負起全責。

懸吊系統的運作,必需將車輪與路面間發生的驅動力、制動力、橫向G力,等各種路面反應力傳給車體,以維持車輛良好的運動性,為此,車輪與車體間需要使用對前後、左右、方向有適度剛性的連桿結構。綜合上述三大要素即構成一個基本的懸吊系統。

懸吊系統的基本型式分別有二種,一是以一支車軸連結左右車輪的剛性車軸(rigid axle)懸吊,另一種是左右車輪可獨立運動的獨立(independent)懸吊。剛性車軸懸吊(非獨立懸吊)因左右兩輪同時依附在同一車軸上所以車輪在上下運動時,幾何角度(algnment)變化較少,輪胎的磨秏也相對減少,且因構造簡單,成本低,相對的對底盤空間的佔有率可大幅減小,所以可以減低車身底板高度。其相對產生的缺點為,同固定車輪彈簧下重量重,相對慣性高,左右輪的運動連動產生橫振動,有礙乘坐舒適性,且危及操控之安定性,而構造簡單,就件角度的設計自由度小,操控安定性也無調整的空間。獨立式懸吊因左右輪獨自分開,不因位移而受影響,所以獨立式懸吊,彈簧下重是輕,車輪之觸地性良好,乘坐之舒適性與操控安定性佳,且懸吊幾何角度的設計自由度大,有利於改善操駕的安定性,而噪音及震動的抑制也有相當大的改善,雖然獨立式懸吊有著較多的優點,但有利必有弊,獨立懸吊因為零件數量多,精度高相對成本也提高,而幾几角度較大,變化之下有時較不利於輪胎的磨秏,更由於複雜的接點及角度,各角度須微妙調諧,造成底盤維修,調校時的困難度。

懸吊系統要角一
彈簧型式分三類

無論獨立與非獨立式懸吊連結車身和輪胎間的主要機件就是彈簧,彈簧大致分為:1.葉片式彈簧、2.圈狀式彈簧、3.扭力桿式彈簧。

  1. 葉片式彈簧通常應用在荷重車量,構造簡單且可以代替連桿結構支持車軸及角度,一舉數得,但也由於彈性及重量等頁面因素,故小型車或高性能車,大都捨之不用。(早期Seat汽車之後懸吊,近期的雪佛蘭 或Smart第一批的前懸吊都使用改良型式之片狀彈簧)。

  2. 圈狀彈簧是目前車輛採用最廣的彈簧型式,原因是製造容易、性能效率高、價格低。在變更圈數、線徑或圈徑等條件下,可以自由選擇所需之特性,在懸吊系統中運用能是供大範圍的設計空間,譬如:彈簧可應空間需求擺置在下三月架與大樑之間(M.Benz前),或者彈簧與避震器結合一體,利用避震器外殼為基座的麥花臣(支柱式)型式,因為圈狀彈簧由多重圈徑而成,彈簧的密著高度相對的增大,所以車身高度降低比較有限,如果一眛的降低車身高度,將使彈力應用部分減弱且容易造成避震器觸底,或上下支臂撞擊車架之危險性。

  3. 扭力桿彈簧:因其具有不佔空間的特殊特性,且利用另一端的固定座槓桿可調整車輛之負荷高度,市售之箱型貨車,如T4、 Nissan之好馬747、三菱之堅達貨車前懸吊大多採用之,而標緻車系從106、205、206、309或Saxo之後懸吊亦採用此種扭力彈簧。

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