分享:
▼
x0
|
轉貼自Focus Fan's Club
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。
懸吊系統要角二，避震器組尼學問大
懸吊系統中為了抑制彈簧的震動頻率，所以需配置避震器來控制彈簧受壓後產生之波動。避震器對抗彈簧波動之阻力稱之為「阻尼」，其阻力大小的數據為阻尼係數，係數高的避震器對抗Kg數高的彈簧反饋力強，現行避震器大致分為三大類型：
1.雙管式避震器又稱為標準型避震器，在內桿前端有一個活塞閥體，在管底設置一個在縮短行程時產生阻尼的油底閥，相當於內桿進入或退出時，內容積的避震器油會經由油底閥進出管外側的油室，它由大氣壓的空氣封入油室，以空氣的壓縮、膨脹、吸收油的進出容積。閥體是圓板及薄鋼板多重組合而成，當壓力產生時，薄板受油壓動作而撓曲形成設定之間隙，利用油流過此薄板間隙時的阻力產生阻尼，因而改變此薄板的厚度和數目，即可改變不同的阻尼係數，當桿身被拉長時，活塞上室被加壓，油使閥撓曲產生阻力且流往下室，此時相當於流往下室之油是並不足以填補活塞上行之空間，因此油室的油推開底閥，補足下室不足之油是。此避震器在伸長行程時活塞下室從油室吸入大氣壓值的油易產生旋渦真空，而溶入油中產生汽泡，此現象在動作快或連續性高時更明顯，會有發生唧筒之聲響，但不影響性能之運作，此型式之避震器應用於大部分之車輛具有避震行程長、阻尼調諧度佳。也因為雙筒設計側向耐磨度佳，應用在支柱式避震系統(麥花臣型式)尤為需要。
2.單管式氣壓避震器，單筒的設計，內部灌入高壓氮氣，此型式在回拉伸長行程及壓縮行程全部仰賴活塞閥體產生阻尼，而氣室在本體下端，以自由活塞分離油與汽體(油、氣分離式)，在伸長行程時，活塞上室產生壓力，油經閥體往下室壓縮時則相反，封入氣室內的氮氣在縮短行程時，成為活塞上室不成負壓的夠高值，也就是，在油還沒有全流到上室時，氣室抵消了不平整的壓力，Q度的感覺會較佳。但是此型避震器存在著幾項缺點為(1)因為有氣室存在，故筒身較長，如果為了縮短筒身則油室減少，影響避震效能，無法有較長的避震行程，不利道路行駛。(2)防止往外部漏油的油封因作動時直接愛力於活塞上室之壓力，在高壓下也須有高可靠性，不然非常容易漏油。(3)因為上述的原因，油封的滑動阻力增大，影響內桿活動性。(4)為保證自由活塞的靈活度，下筒車內徑加工精準度要高，內部失圓或公差間隙變化即失去作用，故此型式避震器較適用於競技車輛，路面道路駕駛車輛使用，較易損壞。
3.雙管式氣壓避震器，此型避震器兼具標準式的短筒與單筒氣壓式阻尼的確實性，其構造為雙管式，氣室中灌入的氮氣不像單筒式那麼高，管的下方開有連接活塞下室與氣室的連通路。阻宣的產生機構基本上分單筒式相同，不同的是在縮短行程時，下室一部分的油流入氣室，此連通路徑成為阻力，緩和增加活塞下室壓力不像單筒式那樣，增高氣室之壓力而導致損壞，內導芯上部設有單向閥在伸長行程時，把從桿與上座間洩漏的油送回氣室，在縮短行程時也不吸入氣室內之氣體。因此構造趨於複雜、成本較高，大都用於高級車上。
各功能不同的避震器
配合性能需求或視覺效果的提昇，避震器也發展出許多特殊的型式有
1.阻尼可變2.車高、筒身可調3.倒叉式避震器。
1. 阻尼可變型式：為了兼具舒適性及操控性而設計，主要也因為更換不同Kg值的彈簧，可以設定阻尼為優，調整阻尼強弱，並非一眛的轉硬就會有好的表現。如果彈簧係數不強過度的阻尼依然無法配合彈簧之頻率，會讓駕駛者產生遲滯的路面感，且輪胎也無法靈活的永遠接觸地面。
2. 車高、可調避震器：為了改變車身高度，在避震器基座上設有轉牙，改變其彈簧座高度來達到降低或升高的目的。當車輛為了尋求良好操控性而做車身配重平衡時，亦需依靠可調車高的避震器才能改變輪對車體的四點負荷，通常馬路小霸王都會把車子降得超低才會有殺氣，事實上，此行為有著絕對的危險存在，過低的車身勢必要將彈簧降低，此舉極容易造成避震器觸底，一但產生觸底避震器機會受損。而另一個最嚴重的狀況是當避震器觸底時等於輪胎與車身之間已無緩衝吸震空間，受衝擊後的反作用力會使車身回彈迫使車身上揚輪胎離地，當輪胎不能隨時接觸路面時，所有的一切都是等於零，危機就會降臨，所以在裝配車高可調避震器時設定是很重要的，要先知道避震器行程有多長，例如，行程有12cm的避震器，裝到車上後，其頂高車輛測量輪圈外緣與葉子板之距離有10cm，當車輛著地時，測量值最好為4cm，也就是車子下降了6cm，這6cm等於避震器剛好位於行程的中央，如此才有本事，吸收上升6cm的凸出物和下降6cm的目凹洞。如果為了美觀下降，請務必預留總行程1/3的極限，也就是4cm的行程空間。當你使用的避震器是身高可調、筒身也可調的話，那當然就不會有觸底的問題，先調好彈簧高度，使受壓後的距離產生維持行程的一半，再來調整筒身符合希望的高度。在此順便一提的是觸底是一種危險，而避震器搭配過硬的彈簧也是另一種危機，那就是車輛頂起與落地後輪胎與車身的距離變化太少，此即意味著懸吊系統無法吸收路面的凸出，此舉將會將車身推回空中，如果受力太大亦將會有翻車的可能。
3. 倒叉式避震器：此型式的活塞桿設置在減震筒下方與一般的型式比較，倒叉式避震器的彈簧下之重量較輕，其反應能力會較佳，由於避震器屬於反覆運動的機構、重量會改變G值的變化，因此輕機件在被動端能提昇舒適性及操控性，而縣掛系統的可動物如下三角架等，改用質輕的鋁合金亦能達到提昇操控性的效果。
當有了這麼多的改裝懸吊部品後，是否意眛著每部車裝上後都能有完美的表現，其實不然，因為在很多可調整的條件下，每更動一個項目，就會有不一樣的表現，如果避震器有十段可調整，車高粗分為10cm每1cm為一單位，這兩種組合調整即可產生100種設定，如果再加上彈簧Kg數選擇防傾桿粗、細等變因。完美的調整的是曠日費時，此時唯有藉助儀器才能有一個基本答案，相信只有專業才能達到，但是一般的原則下並非愈硬愈低、愈好。好的懸吊就是讓輪胎隨時與地面接觸，以此原則下去調校的底盤才是正統之道。
為求美觀而過分降低車身高度，進而造成觸底的現象，對行車安全來說是一種極危險的狀況。
防傾桿的粗細也直接影響到避震器阻尼及彈簧磅數的搭配，至於真正精準的調整還是有賴專業儀器的輔助。
[ 此文章被面紙盒在2005-10-06 21:56重新編輯 ]
|
