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汽車桿身系統-連桿的不同選料會有差嗎?

 

市面上有好幾種不同材質的連桿,但目前主流的依然是鋼材和鋁合金,而適合連桿的材料都有本身的剛性和韌性來抵抗強大的衝擊力。不過,不良的設計可能會造成連桿受到衝擊時,超出材料的彈性範圍而變形。因此,在選料時工程師也得設計不同的造型,來達到連桿應有的強度。

就以下支臂來說,它得承受路面傳來不同方向的力,多數廠商仍選用較保守的鋼材,確保足夠的強度和耐用度,製作成本也較低,不過像Summit的鋼材下支臂,為了強化剛性並達到輕量化的效果,採用了獨特的3D疊層結構設計,雖然用料不多,卻有相當的費用,成本自然不會低。此外,因應車主對鋁合金材質的需求,一些廠商會打造鋁合金的支臂,雖然比鋼材輕,但強度不比鋼材佳,為了達到幾乎同等的強度,鋁合金支臂的尺寸必須比鋼材多出四倍,因此比鋼材的支臂還要粗大。

支臂的接頭承受力最大,為強化鋼材的支臂接頭處,Summit作出疊層的設計,在支臂內多加一塊鋼材以穩固襯套接頭裡的螺絲。

至於車輛的操控與舒適面,這兩種材質給予乘坐者並沒有太大的落差感,且基於鋁合金輕盈的優點,小編認為多少會減一點支臂擺動的幅度,對於追求高操控性的車主來說,哪怕是少一點簧下重量也在所不惜。

雖然市面的上連桿多屬鋼材,不過HARDRACE卻採用鋁合金來打造可調李仔串,據其表示,李仔串只是防傾桿中的穩定器,加上球接頭的設計,桿件本身的受力並不大,所以用鋁合金材質足以應付衝擊力。不過,要打造鋁合金的連桿需要經過固溶處理、熱處理、表面加工等繁雜工序,相對於取材容易的鋼料,在造價上也比鋼來得貴。

可調的李仔串因受到的衝擊力不大,由鋁合金打造足已堪用。

由電腦的模擬圖可看出以不同顏色顯示鋁合金下支臂在極限下的應力,通常在魚眼處和固定避震器附近才顯示受力狀態。據Summit老闆說,鋁合金連桿一旦超出能承受的負荷會直接斷掉,相當危險,而不像鋼材會先變形,依然保有基本的懸吊功能。

 

汽車桿身系統-連桿、拉桿、防傾桿...都是親兄弟嗎?

在設計車輛上,原廠會依據車體結構、懸吊系統、引擎動力等多方面因素來決定連桿、拉桿和防傾桿的性能,以及拉桿和防傾桿有無安裝的必要。連桿在懸吊系統中是極為重要的桿件,關乎到在作動中如何傳遞路面的回饋力到車體結構;拉桿是強化車體的剛性,減少車身扭曲的情形,至於防傾桿則是用來抑制過彎側傾。因此,連桿與防傾桿是作動件,拉桿則是屬於不會動的結構件,顯然他們有各自扮演的角色。(防傾桿跟拉桿有著極大的差別,防傾桿需有彈性,拉桿則是剛性至上,只需要一些彈性即可)

協力/HARDRACE承富、威普斯商行、SUMMIT龍穎國際、SPR寧豪企業

汽車桿身系統-懸吊中的連桿,傳遞路面回饋的功臣之一

若您有從「懸吊系統」看起的話,裡頭就有提到獨立懸吊受力時左右車輪不影響彼此,能達到不錯的操控和舒適。其實,懸吊系統中的上下支臂、仰束角調整器、李仔串、後上連桿等等都屬於「連桿件」,只不過每根連桿扮演的角色有點不同,卻有提高行車穩定性和轉向反應的共同點。

連桿通常是車架與車輪中的固定橋梁,一端會固定於車體上,另一端則固定於轉向系統或羊角上,透過連桿的擺動可傳遞和吸收來自於地面的衝擊力量,使輪胎與避震器發揮更佳的吸震效果,同時強化懸吊系統的剛性與強度,不會在轉彎時因車體側傾的重量壓迫,而使懸吊結構產生太多短暫形變,進而讓輪胎定位角度出現大幅度的短暫偏差,如此車輛的操控就不會太好。說得更深入一點,連桿會依據不同的位置與功能,而被設計成不同的形狀、長度與擺動自由度,也就是有限的作動能力(自由度:在3D空間內能自由變化作動的方向,如扳手只有旋轉方向,代表只有一個自由度)。為此,連桿左右端設有襯套接頭也就是關節,在螺絲固定狀態下,還能自由旋轉以進行上下搖擺動作,進而讓車輪的外傾角或其他定位角度能控制在有限範圍內,車輛才能受控,遇坑洞時又可傳遞衝擊力量,乘坐起來不會過度死硬,並在過彎時能增加輪胎的側向抓地力,藉此保持車子的操控力和舒適度。

支臂受到路面衝擊而上下擺動,藉此能讓輪胎自行調整外傾角,加強輪胎的貼地性。

此外,許多車主換上高低可調避震器後,懸吊幾何結構一旦被降低,外傾角自動變大,輪胎就像趴在地上一樣,造成輪胎的偏磨耗,而「仰束角調整器」能導正外傾角和束角,會跟隨懸吊的擺動而扭轉能減少輪胎的偏磨耗,增加過彎的精準度。然而有的連桿專為銜接防傾桿和避震器或下支臂而設,如「可調李仔串」是專門調整防傾桿的位置,並用球接頭增加自由度,更直接的轉移車子側傾時所帶來的力量,提高彎道中的穩定性。

 

可調李仔串也能針對低趴車作出相應的位置,利用球接頭的靈活度來固定支臂或防傾桿。

由HARDRACE推出的可調式後側連桿,可調範圍介於15mm-25mm,藉由調整連桿長度來達到車輛的操控與舒適比例,而螺紋具有達可銹的防銹漆料。