獨立式後懸掛更自由的懸掛

上期講完非獨立懸掛，是時候迎接幾種更自由的獨立懸掛。

WORDS：龍慶祥

非獨立懸掛是一個既簡單又能夠讓車輪經常與地面保持垂直的設計，對於重型後驅車來說它堅固可靠，對於後來經濟型的前驅房車來說它又實用又省地方，那不是很完美嗎？但汽車發展歷史中事情卻不是那麼簡單，前驅車真正開始流行是上世紀六七十年代，之前的幾十年無論房車、跑車都是後驅的。對於舒適和性能而言非獨立懸掛顯然有所不足，因為左右相連，一邊車輪輾過凹凸另一邊會受牽連，同時硬軸套大大增加了簧下重量（unsprung weight），彈起騰空要較長時間才能返回起面。懸掛動作唯快不破，活動部件笨重，操控自然會差一點，因此很早就有人為高級房車和跑車設計出獨立式的後懸掛。

獨立式懸掛顧名思義是指左右兩邊的彈簧連桿互不相干，左右兩根車軸各自跟車輪相連，車輪和車軸既要轉動又會擺動，懸掛部份不能直接固定在它們之上，於是需要一個輪轂支架（hub carrier），它的功能是內藏輪轂軸承（hub bearing），外接與車身相連的機構，這樣彈簧和避震就有地方安置了。Hub carrier跟車身相連的機構就是我們在說明書上見到的懸掛種類，例如麥花臣、雙搖臂、多連桿等等，我們只要了解基本原理就不會被這些名稱嚇到。

汽車獨立懸掛結構可分為兩大類，一種是連桿式，特點是連桿大致為水平安放，縱向橫向都有可能，連桿長度不會改變。工作時像用圓規畫圖，一端是固定在車身的圓心，另一端連着hub carrier按半徑畫出圓弧。輪轂支架可說是個傀儡，它的運動軌跡就是由連桿劃出的弧線決定。另一種叫橫向連桿和支柱式（transverse link and strut），除了一根水平連桿，還有一根主力連桿是豎着的支柱（strut），支柱能夠伸縮，若將彈簧避震跟支柱結合在一起兼備支撐功能的稱為麥花臣式。讀者欣賞懸掛系統時很容易混淆，因為連桿式懸掛同樣都有彈簧和避震，有時它們結合在一起看起來好像一根支柱，當中分別之處在於這些彈簧避震有沒有參與控制車輪擺動的軌跡。

我們先從連桿式說起，輪轂支架透過水平的連桿跟車身連接，連桿若是橫向的，車輪上下運動時好像雀鳥拍翼，因此稱為搖擺臂swing arm，也稱swing axle。好處是跟車身固定點接近車軸，能抵受拐彎時橫向的力，但對加速和煞車的抵抗力不足，輪轂支架會被拉扯移位，改變車輪指向；同時車輪上下活動時傾角改變太大，當車身傾側時若車輪與車身夾角大於車身傾角，表示車輪不再垂直於地面，抓地力便會下降。如果將連桿改成縱向，稱為拖曳臂（trailing arm），優缺點剛好和搖擺臂相反，即對加速煞車的抵受力強，但受不了橫向的離心力。同時因它的結構令車輪與車身的夾角不變，於是車身傾側時車輪也會跟隨傾側，不能保持跟地面垂直。由於橫向的搖擺臂和縱向拖曳臂都不理想，於是工程師採用折衷方法中間落墨，將連桿斜放，並將跟車身相連的固定點改成兩點，將連桿弄成三角型的搖臂以加強剛性，這設計稱為半拖臂（semi-trailing arm）。它雖然不是很完美，但解決了大部份搖擺臂和拖曳臂的問題，令獨立後懸掛變得可行，因此它雄霸了後驅車的後懸掛設計幾十年。直到近年它才被更複雜、重量更輕和對車輪角度控制更好的雙搖臂和多連桿取代。

原文來自《TopGear極速誌》 2021年5月 第152期

IG: https://www.instagram.com/topgearhk
FB: https://www.facebook.com/topgearhk
YT: https://www.youtube.com/user/topgearhongkong
FB Group: https://www.facebook.com/groups/hkdriversclub