车辆底盘技术

車輛底盤技術

懸吊系的基本形式大　有二，一是以1支車軸連結左右輪的剛性車軸(rigid axle)懸吊系，另一是左右輪可獨立運動的獨立(independent)懸吊。

目錄

一、獨立式懸吊系統

(a) 獨立懸吊系的構造

(b) 獨立懸吊系的優點

(c) 獨立懸吊缺點

二、擺動車軸式懸吊系

三、拖動臂式懸吊系

(1) 全拖動臂式懸吊系

(2) 半拖動臂式懸吊系

四、支柱式懸吊系

(a) 支柱式懸吊系的構造

(b) 支柱式懸吊的優缺點

五、雙雞胸骨式懸吊系

(a) 雙雞胸骨式懸吊系的構造

(b) 雙雞胸骨式懸吊的優缺點

六、多連桿式懸吊系

(a) 多連桿式懸吊系的構造

(b) 多連桿式懸吊系的優缺點

七、AIRmatic獨立懸吊系統

八、參考資料

一、獨立懸吊系的構造

||(a)獨立懸吊系的構造||(b)獨立懸吊系的優點||(c)獨立懸吊缺點||

(a) 獨立懸吊系的構造

獨立懸吊系如圖所示，乃可左右獨立運動的形式，一般的支柱(strut)式、半拖動臂(semitrailing arm)式等即此形式。此獨立構造的優缺點如下述：

(b) 獨立懸吊系的優點

(甲)無剛性車軸懸吊系那種連結的車軸，彈簧下重量輕，車輪的觸地性良好，乘坐舒適性、操縱安定性良好。

(乙)對準的設計自由度大，有利於改善操縱安定性。

(丙)用懸吊構件等防振方法也有自由度，有利於防止噪音、振動。

(c) 獨立懸吊缺點

(甲)零件數多，對各零件要求高精度，成本高。

(乙)因對準有自由度，此變化有時不利於輪胎的摩耗等。

(丙)通常需要大空間。

(丁)各特性須微妙調諧。

(戊)因不易減低前後的剛性，容易造成不愉快的聲音或振動(harshness)。

以上為剛性車軸懸吊與獨立懸吊的一般比較，但未必適用於各種形式。

二、擺動車軸式懸吊系

擺動車軸(swing sxle)式懸吊系

如圖所示，在車身中心附近結合左右各車軸，以結合點為中心上下運動，在此車軸上設置彈簧和避震器。上下運動的車軸與車輪固定，車軸上下運動所致水平方向的角度變化即成車輪的外傾角變化。

因構造單純，輕量、成本低，空間上只要適當配置彈簧和避震器，即可減低、增廣底板。形式用於後懸吊系時，在發生小　加速度的迴轉，如圖所示，車輪的外傾角變化造成轉向不足效果，成為安定方向。　加速度增大的話，車身浮上，外輪的外傾角變化相反，易成過度轉向特色。

三、拖動臂式懸吊系

||(1)全拖動臂式懸吊系||(2)半拖動臂式懸吊系||

拖動臂式(trailing arm)為後輪專用的懸吊系，以臂結合車軸前方的車身部樞軸與車軸。

(1) 全拖動臂式懸吊系

如圖所示，連結直於車身中心線之樞軸與車軸的臂進行前後方向和　方向定位。臂以垂直於車身中心線的軸，車軸不傾斜於車身，在任一上下運動位置，車軸都平行於車身，對車身外傾角變化為零。

優點是對車身的外傾角變化為零，避震器不發生彎曲應力，所以摩擦(滑動阻力)小，缺點是晃動時，對地外傾角變化大。相對於臂樞軸點，車輪中心位於後方，對　力的外傾角剛性也低，強度上不利。這些都不利於操縱安定性。

(2) 半拖動臂式懸吊系

臂旋轉軸斜設定者即為半拖動臂式(semi-trailing arm)。臂通常結合於臂前方的懸吊構件，懸吊構件兩端經由橡膠　緣體(insulator)固定於車身。

來自彈簧下的入功由此二　緣體與避震器上部的　緣體承後輪驅動車是差速齒輪箱前部安裝於懸吊構件，後部經差速器　緣體安裝於車身。

半拖動臂式的特性是圖的臂旋轉軸的後退角(從車身上方看時的旋轉軸角)愈大時，愈接近擺動車軸式的特性。反之，後退角愈小時，愈接近全拖動臂式的特性。

不只後退角，也設下反角(從車輛後方看去，外側樞軸下降的角度)，即可形成toe變化。晃動時(rolling)，半拖動臂式因幾何學變化，外輪往前束(toe-in)方向、　輪往前展(toe-out)方向位移，所以成為轉向不足，車輛的運動安定，如此三次元調諧臂的旋轉軸，即某種程度自由設定幾何學變化。

缺點-臂安裝部的襯套及懸吊構件　緣體位於車輪中心前方，所以　力、制動力作用於輪胎時，安裝點周圍發生力矩。此力距因柔軟性而使車輪偏往前展方向---亦即，減小輪胎的滑動角(slip angle)而成過度轉向，車輛的運動不安定。

為解除此缺點，追加趾控制用連桿(toe control link)，或輪轂設橡膠襯套，只因一定值以下的　力而往前展方向運動，超此以上的外力作用於車輪時，往前束方向運動。

半拖動臂式的缺點之一是構件　緣體除了來自輪胎的振動外，因差速齒輪箱固定於懸吊構件上，也須遮斷來自差速齒輪的振動。為遮斷此振動，宜減軟　緣體，但這會減低懸吊系的剛性，對操縱安定性有不良影響。加速時的驅動扭矩提起(wind-up)構件全體，發生敲打聲等，對策是追加差速器用　緣體等。

半拖動臂式懸吊系是1961年從BMW啟用，後來廣用為小客車用後懸吊系。日本也從1969年的青鳥開始陸續採用。大部份獨立懸吊式FR車的後懸吊用此形式，屢經改良。

但近年苛求乘坐舒適性、操縱安定性，改用較昂貴而複雜的雙雞胸骨形式、獨特連桿配置的多連桿式懸吊系，使風靡一世的半拖動臂式隨後輪驅動式的減少而少用。

四、支柱式懸吊系

||(a)支柱式懸吊系的構造||(b)支柱式懸吊的優缺點||

(a) 支柱式懸吊系的構造

這是利用避震器為車輪定位用支柱(struk)的懸吊形式，稱為支柱式。

支柱上部經由橡膠製　緣體固定於車身。支柱下部剛體結合於輪軸或軸管。輪軸經球形接頭安裝於經橡膠襯套在2點結合車身部的　向連桿(transverse link)(下臂，lower arm)前端。