改装之前先了解——底盘的基础知识

花和尚

改装之前先了解——底盘的基础知识『底盤』一個對於一般開車族很沒有意義，卻又時時刻刻使用的東西，說它是東西嗎？真的把車頂起來，你又很難說明哪裡到哪裡是底盤，哪裡到哪裡是車身，因為現代車輛早就將底盤融入於車身之中了。 底盤簡介 大家常說底盤底盤的，到底底盤是由哪些東西組合而成的？就由大而小先介紹一下，首先最大零件叫車身，然後是懸吊系統，懸吊系統內還有避震系統，而後最重要的是輪胎。說穿了就是這些東西。為什麼車身是底盤最大零件，因為現代車廠為了節省成本，所以已經將傳統的底盤取消了，現在的懸吊系統都是直接連接於車身上，或者是透過副車架連接於車身上，這樣除了省掉底盤的錢之外，也有輕量化的好處。不過缺點就是不夠堅固，所以會在車身上裝上一堆有的沒有的加強樑，以提升車身剛性。至於懸吊系統跟避震系統的分別，我想一般消費者都會將其搞混，一般而言，懸吊臂都是屬於懸吊系統，而避震器、彈簧、防傾桿屬於避震系統，不過很多時候，避震器也屬於懸吊系統，這後面再談。而不管如何，輪胎永遠是最重要的零件，不過這跟車廠無關，而且消費者也可自行換裝。一個所謂好的底盤究竟要如何，先不論個人主觀的避震系統軟硬，一個好的底盤剛性要高，角度控制要精準，這樣車子才會遵從駕駛的控制，駕駛也才能了解車身的動態，進而達到安全有樂趣的行車。  

▲ 1. 要有良好的操控性，首先要有一副剛性夠高的車身。不過車身剛性高不高，是無法用肉眼看出來的，必須經過實地測驗才知道。 底盤詳解 既然車身是底盤的最大零件，那車身的好壞勢必完全主導了底盤好壞，一個好的車身在於擁有高剛性，所謂的高剛性就是不易變形。車輛行走在路上時，用肉眼看起來好像完全沒有變形，但實際上都會因為路面的衝擊而不斷的變形，一但車身變形，車輛就不會聽話，不要以為1~2mm的變形沒什麼，它會讓你在高速時難以駕馭車輛，因為在高速時，你對車輛的操控也不到10mm，這就是為什麼各汽車媒體常說，車身剛性對於高速行駛的穩定性有絕對性的影響。不過這裡所指的車身剛性與安全性無關，若是真的要作，當然可以作出一台擁有極佳操控性卻沒安全性的車身，反之亦然。所以車身的操控剛性是不可能由撞擊測試中看出來的，車身的操控剛性通常跟扭曲剛性有關，測試法為固定車身某一端點，然後對對角線上的端點施力，求得車輛的變形角度，單位為Nm/deg，這就是各車廠在車輛改款時常說的車身剛性又提升多少%的計量單位，可惜的是全世界車廠對於這個數字保密到家，使得車身剛性比較只能流於試車的主觀印象，而沒有科學的數據比較，再加上懸吊及避震的模糊化之後，車身剛性變成老王賣瓜自賣自誇，謊言攻訐不斷的羅生門了。  

▲ 這是前雙A臂懸吊，下臂由兩支拉桿所組成。 不過，不論車身剛性再高，若是直接將懸吊臂接於車身上，也會因為應力集中現象，而產生過多的局部變形，所以最好裝上剛性更高的副車架，將來自懸吊臂的力量透過副車架，分散到更多的車身上以降低車身的變形量，所以高價一點的車都會不吝嗇裝上副車架，來降低車身所承受的壓力。懸吊系統向來是底盤中最變化多端的地方了，因為除了剛性的考量外，角度控制也是一大挑戰，先說最簡當的轉向控制，有的車就能作到近乎即時的反應，有的車轉動方向盤過後約一秒才有反應(AOL真的試過這種車)，會有這種差別主要還是剛性問題，剛性不足的車身和懸吊會先變形吸收掉你的轉向動作，然後再反彈出來，開到這種車會讓人有一種不安定感，實際上是不信賴感，另外也會因為初期的轉向動作被吃掉，所以駕駛人的方向盤會多轉一些，導致轉向後期的離心力太大導致失控，這種車開久了駕駛技術就會錯誤，導致容易發生低速失控的事件。  

▲ 這是獨立多連桿拖曳臂懸吊，由兩支橫拉桿稱住橫向力。 當然除了最基礎的轉向控制之外，懸吊系統也控制著車輪各種的角度，有關車輪的角度很多，有外傾角、後傾角、內傾角、前束角等。外傾角決定輪胎的接地角度，理論上而言是0°，但車子過彎時會側傾，長久下去輪胎外部磨損會比較嚴重，所以多設定一點負值，也可讓車在過彎時穩定一點，至於設多少就看各廠經驗決定，不過原廠設定不適合太保守或太暴力的人，所以根據自己的開車需求，要求輪胎行作出自己的定位角度是比較好的做法。後傾角是非常重要的角度，它影響著你對車輛轉向時的感覺，後傾角的作用為讓前車輪朝向力的方向，這聽起來是蠻模糊的，所以用實例解釋吧！在直行時，力量是朝前或是朝後的，所以車輪是朝前方的，在過彎時，車輪承受到過彎時的離心力，也會讓車輪朝向離心力的方向，在甩尾時，前輪也會朝向甩尾的方向，於是你知道了為什麼出彎的時候可放掉方向盤的原因了。不過後傾角越大，相對的駕駛人要更用力的轉動方向盤，所以在前輪有驅動力的車上，後傾角通常只有1~3°，而後驅車通常有5~10°。  

▲ 這組懸吊系統乍看之下會以為是拖曳臂系統，但輪榖並不是接於拖曳A臂上，而是接實於橫拉桿上，避震器不受外力，所以也不是麥花臣，也絕不可能是雙A臂，更不是車軸或擺動軸懸吊。 既然前驅車的後傾角很小，那直進穩定就會不足，所以內傾角就出現了，內傾角的作用為讓車輪朝前，以補足穩定性不足的問題，而這個內傾角所產生的直進力量為負重乘以sin(內傾角)。另外內傾角跟外傾角的夾角為包容角，這個角度不重要，重要的是該角投影到地面的長度，該長度稱為輪胎摩擦半徑，該半徑大小影響著路面感的多寡，不過太多也會造成轉向阻力。不過改變輪胎直徑或輪框off set值都會改變摩擦半徑，這就是為什麼大家都說前輪不要亂換的原因。前束角國內多稱為前束，因為以前日系車多以mm為單位，不過現在幾乎都是以角度為單位了。前束角的作用為讓兩側車輪有向內的力量，藉此穩定住車身，也是為了直線穩定的需求。不過也有的車用前展角，這樣在轉向初期的反應性極高，不過市售車上比較少見就是了。雖然還有一些角度沒講，但了解這些大該就能理解懸吊要作的事了，說穿了就是角度控制，角度控制最首要的就是不變形的懸吊系統，畢竟一但變形原先設定的角度就沒了，不過現在更進步到角度控制，讓車輛的操控性更好。  

▲ 這是一份電腦模擬圖，圖中模擬的是一部先進的未來車，它的外傾角﹙camber﹚變化角度高達20°，幾乎所有的時間輪胎都垂直於地板上。 常見的懸吊系統 目前房車上常見的懸吊系統有麥花臣懸吊、拖曳臂懸吊、雙A臂懸吊，當然這些都只是基本設計而已，各式各樣的衍生設計可是一大堆，不過通常最簡單的是麥花臣設計，其基本構造為一支下A臂，再加上避震器彈簧，而避震器就是麥花臣的上臂，所以麥花臣式的避震器要特別堅固才行，而下臂除了常見的A臂外，用兩到三根連桿代替也是常見的設計。拖曳臂是目前房車唯一有獨立和非獨立的懸吊臂設計，所謂的獨不獨立就是看左右有沒有被剛性連接物連接起來而已，而非獨立拖曳臂有分滾動型和非滾動型，這兩型的設計是兩個極端，滾動型的設計滾動剛性最低，穩定性最好，非滾動型滾動剛性最高，靈活度最好。而滾動型因自由度太大，需要3~5根的連桿連接，非滾動型的直接裝在車上就好，簡簡單單。不過其實滾動型的拖曳臂被歸類為拖曳臂是十分不恰當的，應該歸類為多連桿車軸才對，不過全世界車廠都還是說這是非獨立拖曳臂。  

▲ 這又是一個義大利人的創意後懸，它能盡量讓彎內輪保持垂直接地。不過我看到現在，還是無法將其歸類。 獨立式拖曳臂的變化更是驚人，有些都快跟雙A臂的演化設計分不清了，最簡單的拖曳臂就是一支又粗又短的拖曳臂，連接於超高剛性的車軸型副車架上，後來也出現結構強度上較強的A臂造型，不過用A臂造型本來就是不想用太好材料並達成高剛性的目的，所以有的拖曳A臂承受不了太高的扭距，結果避震器變成上臂，不過這通常不歸類於麥花臣，最後這種A臂式的獨立拖曳臂變成以45°連接於車身上，稱作半拖曳臂，個性更像是麥花臣了。現在最流行的獨立式拖曳臂，是擁有上下橫拉桿的拖曳臂，為什麼明明有上下控置臂還叫拖曳臂，因為後輪是固定於拖曳臂上，避震器也是，而那兩或三根的橫拉桿只負責承受車身橫向力而已。不過，很多車廠都說這是後雙A臂，嗯～隨它去吧，反正功效跟正牌的雙A臂差不多。  


▲ 很多車都會設計成在受壓時呈現前束的角度，圖中為一部車的俯視圖，橘色是表示受壓後輪子的角度變化。 雙A臂懸吊就結構學而言是最堅固的懸吊，缺點就是佔空間，而且越有用的A臂越佔空間，所以一堆折衷設計就出現了，最常見的就是短上I臂設計，不過這種設計最大的缺點就是衝程短，角度變化量驚人，實際表現可能比麥花程還要差。另外有一種設計就是多連桿設計，通常兩根連桿可以代替一支A臂，所以當超過四根時你就知道是用來控制角度用的，除了常見的前束角控制之外，只要廠商高興任何角度都可以控制，甚至有上下A臂加三連桿的超瘋狂設計，全車懸吊的材料成本足足高出別人2~4倍，所以有的車貴不是沒有道理的。  

▲ 圖中為Tierra的懸吊草圖，垂直的那條黑線為外傾角，斜的就是內傾角，這兩條線的夾角就是包容角，交於地上的點就是摩擦圓，通常有5mm左右 國產房車實例介紹 相信對大多數的人來說，上面那些簡單的理論說明可能會不太能理解清楚，所以舉一些跟大家比較切身關係的車來說明好了，就舉國產中小型房車來說明好了，畢竟開這些車的人之中才有比較重視底盤的。就依照剛才理論篇的順序來介紹，首先是介紹前後皆為麥花臣的FORD Tierra，它是前下A臂麥花臣、後雙橫拉桿加直拉桿麥花臣懸吊，基本上就是教科書裡最基本麥花臣懸吊，這種設計最大的優點就是節省空間，而且後橫拉桿夠長，使得後輪角度變化量少，再加上懸吊都是固定於副車架上，所以非常安定。但是這種懸吊設計有兩大弱點要克服，第一是車身、尤其是避震器塔附近的剛性，第二是懸吊組件的剛性。在高剛性車身方面，除了為了車身撞擊測試的3H高剛性車身之外，在車頭下方有一以68mm鋼管為主體的ㄇ字型副車架，剛性非常之高，而2.0L的車款更配備了車重較重的Premacy才有的下結構加強鋼樑，操控性較之前1.6L、1.8L更高一層樓。車尾除了下方的大型副車架之外，C柱下方的後障板也有特別加強處理，用以強化後避震器塔的剛性，所以Tierra底盤之扎實，國產日系房車中無出其右者。  

▲ 但有時簡簡單單也不錯，向圖中就用兩支拉桿加避震器組成一組麥花臣懸吊。 在懸吊系統方面，前方的下A臂採用高張力鋼製成，後方四根橫向連桿長590mm，兩根直向連桿長615mm，是故後懸吊無論如何激烈操駕，各種輪胎角度變化均極小，再加上較硬的避震彈簧與防傾桿設定，使得車身在遭遇0.5G的橫向加速力時，車身僅側傾2°，所以無論如何激烈操駕，輪胎均能充分接地，進而擁有穩定線性的操空感。在這樣的設定之下，整部車變成很穩定的轉向不足﹙雖然前軸重心降低後軸重心提高﹚，不要聽到轉向不足就倒胃口，實際上台灣有多少人會慣性甩尾的？而且Tierra的穩定是從失控前到失控後都一致，抓地力強大的後輪，讓駕駛只要專注的處理前輪的動作就好了，對一般的駕駛來說，這樣的車反而開得快。其實，這種設計在90年的歐洲車也很常見，簡單、省空間、省成本，只要不偷工減料，該補強的補強，就是一部跑房車的底盤了，是「簡單就是最好」的代名詞。  

▲ 圖中的拖曳臂也是一個簡單就很好的設計。 再來介紹多連桿車軸，喔！不對是「滾動型非獨立式拖曳臂」﹙好長又不貼切的名詞啊﹚，在台代表車種為NISSAN Sentra。多連桿車軸的第一定義，就是左右車輪連結於橫跨車身且並不連結於車身的車軸上。第二定義就是，透過其他連桿或A臂連接於車身上，通常有左右兩根的直拉桿加上一根的橫拉桿，不過，橫拉桿在車軸做上下?#092;動時，會拉動車軸做輕微的左右?#092;動。像是在NISSAN March及TOYOTA Tercel上就會發生。 這種車軸左右移動的問題在QT上獲得了完美解決，QT的橫拉桿並不直接連死於車軸，而是在透過一根相反角度的橫拉桿固定車軸，經過這一正一反的角度變化，車軸無論是上還是下，都不會再左右亂跑了。不過QT也因此誕生了新問題，下橫拉桿太短，導致懸吊衝程太短，結果造成低速穩定舒適，激烈操駕時就會舉腳彈跳，變得極不穩定，也就是說，QT懸吊的優點只存在於低速域中。 ,br> 非獨立拖曳臂在歐洲是非常多人使用的後懸吊設定，很多人都說是因為便宜，但實際上應該是生產線好安裝，不管如何，這種設計一直被公認為是靈活前驅小車的好設定，因為滾動剛性超大，這樣講沒人聽得懂，就是在側傾時彈性係數超大的意思，這樣在過彎時後輪抓地力會降低(當然舉腳是主因)，但一失控側傾减小時，又立刻恢復抓地力，是一種很靈敏又能聽話的懸吊。  

▲ 在從Liata進化到Tierra時，總共補強了這幾處的車身剛性，其中影響操控性最大的是門檻及後帳板處的補強。 不過，以上的種種優點有一個絕對性的前提，就是拖曳臂剛性要夠。剛性要夠的第一要素就是材料夠好夠厚，像VW的拖曳臂鋼材常常厚達5mm以上。另外，要達到高剛性，拖曳臂要短，所以衝程就會短，衝程短避震彈簧就要硬，不過避震器調得好的話，還是有一定程度的舒適性。不過這一切在TOYOTA Altis上都變了樣，首先，ETA beam的鋼材厚度只有2mm，當然TOYOTA也知道這樣剛性一定不足，所以在ETA beam內部加了一根鋼樑來補強。另外，為了使用軟的避震設定，勢必要加長衝程，而加長衝程就一定要加長拖曳臂，拖曳臂長了剛性就會降低。另外非獨立拖曳臂為了避免左右拖曳臂的推擠現象發生，橫樑都盡量靠近軸心遠離輪胎，可是在Altis上，為了避開油箱，及拖曳臂太長橫向剛性不夠，所以橫樑作在軸心跟輪胎之間，結果導致ETA beam在上下?#092;動的同時，有時還會多出左右的衍生動作。而剛性不足的懸吊就會產生不安定感，而上一段所說到的非獨拖曳臂的優點也都不會存在。不過三月以後的Altis使用的是新的ETA beam，鋼性問題應該是改進了，關於這點我們會再詳細追蹤。  

▲ 這就是Tierra最引以為傲的地方，以68mm口徑鋼管彎成的的前副車架，車架剛性同級車無出其右者 再來v到HONDA Civic跟MITSUBISHI Lancer，自從7代Civic將前雙A臂拔掉之後，操控性立即大減，很多人都認為是麥花臣的禍，這真是冤妄麥花臣了，至少先看看FORD Tierra再說。所以Civic操控性的模糊化有其他原因，第一原因為轉向臂裝在避震器上，這樣很多路況細節在經過避震器筒身的時候，都被吸收光了，第二原因，更大的車室空間及引擎，這兩者更使下臂短小化，當然對操控不利。不過Civic的後雙A臂還在，為何跟Lancer相提並論，因為Civic的後懸吊實際上是改良型的獨立拖曳臂，就是那種有兩三根橫拉桿的拖曳臂，說真的不管怎麼看，都跟Lancer及未來上市的MAZDA 6的後獨立拖曳臂一樣。不過這種後懸很好啊，剛性夠高，輪胎角度又不會亂動，在同樣的窄小空間下，用短小的雙A臂不見得是好選擇。  

▲ 這是Tierra 2.0版才有的，副車架下加強鋼樑。原本這是Premacy因為車重才在用的，如今用在車重較輕的Tierra之上，操控性更加驚人。 FORD Tierra的懸吊系統解析 為何我們要拿Tierra的後懸吊系統來做個更深入的說明呢？一則因為該懸吊系統的設計行之有年，但卻到Tierra這一代才具有優越的操控性，值得探討。再者最近Tierra不斷地強調其優越的操控性，不但奪得去年度的原廠房車賽冠軍，最近的新車款如RS Tierra 2.0更加上了許多令喜愛操控的車迷朋友砰然心動的高檔配備，最重要的是那個同級車第一個使用2.0升的引擎，動力大增，加上在原本已經很堅固的前副車架下，再加上一片補強鋼樑，使得路面感比起同級競爭對手而言要清楚而且直接。 其實不管是哪種懸吊幾何設計，差別只在過彎時輪胎與地面的角度變化，高剛性車身加前後高剛性副車架，再加上多連桿或雙A臂的前後懸吊確實會讓輪胎保有更好的接觸面積，但是那個差異說真的，只有在激烈操控時，複雜的懸吊幾何才具有真正的價值。在一般人的操作下，根本無法辨認拖曳臂、雙A臂與麥花臣懸吊的差異。有些聰明的車廠弄懂了這個問題癥結之後，便可以為了成本考量而簡化懸吊系統的幾何結構。在平價的房車身上，大多數的消費者並不要求操控性，特別是在都會區車速不到60km/h的狀況下，任何懸吊的差異，一般駕駛是很難感覺的出來的。  

▲ Tierra的麥花臣後懸也是有一個大型副車架的。而且這個大車架正好接於左右的車身大樑上，在加上總長約600mm的六根拉桿，難怪後輪穩定性十足。 FORD Tierra的懸吊系統在HONDA Civic失去前後雙A臂懸吊的光環之後，霎時變成同級車中最具有操控性本質的設計。其實Civic的操控能力，以愛車人的角度看來，最令人懷念的時代是四代的設定，之後的車款都是為了美國大眾市場而設計的!!而在一片降低底盤成本的趨勢中，FORD Tierra反而較上代Liata更加強操控特性，讓選擇中小型房車的消費者還有個比較具有操控性的選擇。如果以原廠的設定來看，即使是最令人津津樂道，以操控見長的四代HONDA Civic，以今日而言不見得能比Tierra更令人感受到操控的快感。台灣的路面品質實在不怎麼樣，但FORD Tierra的懸吊設定仍然堅持操控樂趣，為了讓車主擁有駕馭的快感，在行經不良路面時的明顯彈跳雖然不夠舒適﹙不要忘了在0.5G時側傾僅2°﹚，但那種安心穩定的駕馭感受，卻是重視舒適取向的房車所遠遠不及的。一部車動輒數十萬甚至百萬以上，如果只是一個代步工具，那實在不足以發揮最佳的邊際效應，沒有駕駛樂趣的車不就跟沒有興趣的工作一樣令人感到厭煩嗎？  

▲ 後懸的另一個重頭戲在於加高的後帳板，對於麥花臣避震器也要當懸吊臂的情況下，避震器固定座的堅固程度也是影響頗鉅。後座的金屬結構是很漂亮的拱型。由此可看出FORD對於Tierra後帳板的重視程度。

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不知道是不是没有天赋，这东西怎么看也不懂，哎！！

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好东西大家一起来