麥花臣與雙搖臂懸掛世界兩巨頭

經過上兩期的熱身後，是時候闖入當今懸掛世界的兩大流行設計了。

WORDS：龍慶祥

上期我們談到semi-trailing arm雄霸後驅車後懸掛幾十年，近年它被更複雜、重量更輕和對車輪角度控制更好的雙搖臂和多連桿取代，它們為何有此能耐？先說雙搖臂（double wishbone arm），wishbone即鳥類的胸骨，呈A字型，古代歐洲人以折斷它看長短紋理占卜吉凶（有點像中國的甲骨文起源），故稱wishbone。這種懸掛的中文譯名有很多，例如雙願骨、不等長雙A臂等等。將搖臂做成wishbone形，用兩根搖臂的端點分別連着輪轂支架的上方和下方，另外兩端接着車身，它的優點是輕巧之餘，並能提供足夠的固定強度，上臂通常比下臂短，車輪往上活動時上搖臂的搖擺半徑短，因此橫向移位較下搖臂多做成負傾角，抵銷了車身rolling，令車胎跟地面盡量保持垂直，只要透過調整上下搖臂的長度可以得出理想的傾側角度。它的操控性很好，硬要找它的缺點，就是佔用較多空間，成本較高，用舊了保養維修的零件較多。

多連桿懸掛是在這個基礎下進一步發展出來，利用四至五條甚至更多的連桿，能更精準地控制車輪上下活動的傾角（camber）和束角（toe），連桿也可以做得更幼更輕，通常多連桿懸掛都有一個副車架，以方便連接角度複雜的連桿，當今高性能汽車後懸掛均採用這種設計。

多連桿式很少出現於前懸掛，由於它要同時負責轉向，不能提供足夠空間給複雜的懸掛系統。至於上期介紹的semi-trailing arm工作時對車輪的camber和toe干擾較大，影響轉向，而且沒地方安置轉向軸（steering axis），因此也不適合。雙搖臂是適合用於前懸掛的，因為上下兩根搖臂跟轉向關節（steering knuckle）的兩個聯接點連線可視作轉向軸。

零件成本和空間對車迷來說是小事，但對汽車工程師來說卻是頭等大事，1945年工程師麥花臣MacPherson設計了一種名為橫向連桿和支柱（transverse link and strut）的懸掛系統，成本和實用性均表現出色，這設計的前輪轉向關節（steering knuckle）下方連接着一根橫向搖臂，搖臂通常呈三角或A字型，本地車房稱之為下雞髀。它活動起來有如上一期說的swing arm，不同之處是轉向關節的上方連着一根可伸縮支柱，支柱通常跟彈簧和避震器結合在一起，支柱最上端固定在車身，固定點上有彈性物料容許支柱輕微擺動。支柱中間有一個軸承，轉向時支柱跟轉向關節一起轉，軸承的中心點和下搖臂末端的ball joint中心點相連起來的虛線就是這車的轉向軸（steering axis）。沒改裝過的麥花臣懸掛，靜態時搖臂向車輪方向稍為下垂，拐彎時車身向外傾側，外邊車輪往上升，相連搖臂先向外伸展將轉向關節下方推出產生負傾角，有利抓地力。但當車身進一步傾側，搖臂再往上升過了水平線後反而會把轉向關節拉回來，傾角由負變回正加上車身傾側，車胎跟地面接觸減少，操控性因而下降。由此可見，以控制性來看麥花臣是比不上雙搖臂的，但它簡單、便宜、耐用、不佔空間又方便設置轉向機構，這麼多優點加起來令它成為汽車工程師的寵兒。麥花臣懸掛面世已七十幾年，至今仍然是前獨立懸掛常用的設計，事實上目前懸掛最流行的設計只有兩種，就是麥花臣跟雙搖臂。

追求性能的自然會傾向用雙搖臂，但雙搖臂在成本和空間沒有優勢，性能和實用性之間的考慮往往令工程師很為難。本田 Civic就是個典型的例子，EF、EG、EK的雙搖臂至今仍為世人津津樂道，但從EP起的Civic卻用回麥花臣，孩子第一次開FK8的時候一臉狐疑，他問我：「老竇，你不是說Type R的車頭、軚盤和儀錶台都很低的嗎？點解FK8咁高嘅？」我不知怎回答，因為我腦海裏面Type R還是EK。麥花臣式懸掛的支柱要有一定長度才能形成適當的懸掛幾何，因此車頭不會太矮，我跟孩子說：「沒辦法啦，Type R能賣多少部？普通版才是bread and butter呀！」

最後給讀者一條問題，答得出就證明讀閣下讀懂了本文，問題是：為何傳統日式客貨van，例如Hiace 200系、日產Urvan的前懸掛都不採用簡單可靠的麥花臣而是用複雜的雙搖臂？答案下期揭曉。

原文來自《TopGear極速誌》 2021年6月 第153期

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