第 四 章 懸 吊 系 統

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1 第 四 章 懸 吊 系 統 第一節 車身與車架 車身的種類與構造 汽車車身除了保護乘坐人員的安全 舒適及保持汽車強度 外 更須考慮體型的優美 現今的小型客車其車身大都使整體 式 即將引擎室 乘坐空間及後行李箱三部分製成一體 如圖 4-1 所示 貨車則駕駛台與裝載貨物的後車身所組成 如圖 4-2 所示 圖 4-1 小客車的車身結構 圖 4-2 貨車的車身結構 1 引 擎室 係由引擎蓋 車身及車架所構成的空間 可用來安 裝 引擎 傳動及轉向系統的構件 2 後 行李箱 內部空間用來裝載物品 下部外面則有安放備胎 的 位置 行李箱蓋之打開可利用鑰匙或位於駕駛座椅旁的拉 桿 控制之 3 乘 坐空間 (1 )內部車頂有以隔熱材料或玻璃棉 再以合成皮或真皮包覆 1

2 而成的飾板及用乘坐的座椅和安全帶 通常前座椅採用分離 式 如圖 4-3 所示 此種座椅具有調整前後及斜度的功能 在座 椅的上方有安全枕 可用來防止汽車受猛烈撞擊時 駕駛員的頭 部因向後傾斜而使頸部扭傷 安全枕的上方高度與駕駛員的耳朵 上緣平齊為原則 而後座椅則使用固定式居多 如圖 4-3 所示 圖 4-3 汽車座椅 安全帶可用來防止駕駛員因車子碰撞或翻覆時 造成碰 傷 或被拋出車外 一般前座使用三點式 如圖 4-4-(1)所示 此 式較為安全 後座之安全帶使用兩點式居多 如圖 4-4-(2) 所 示 圖 4-4 安全帶 近代的高級豪華轎車 在汽車的前座之前面更裝置有安 全 袋(Air Bag)亦稱安全氣囊 裝在前保險桿上感應器 當車 輛 猛烈碰撞時 感應器引爆空氣袋原先充入於高壓鋼瓶中的 惰 性氣體氮氣(N 2 ) 使空氣袋在極短的時間內(約 0.04 秒)衝 出 以保護駕駛員不致於碰到方向盤或前擋風玻璃 空氣袋 發 生緩衝作用後的 0.5 秒鐘 高壓氮氣即融化袋之活門 使 氣 體迅速逸出 空氣袋立即塌陷 使駕駛員能立刻操縱車輛 2

3 ( 2) 乘坐空間的外部則有前後車門及玻璃窗 前後檔風玻璃等所 組 成 汽車前後擋風玻璃的安裝除能防止風 水及噪音進入 車 廂內之外 尚須不妨礙駕駛員的視線 且須有高強度 耐 衝 擊不易破裂 萬一汽車碰撞而導致玻璃破裂時 不會傷害 到 駕駛員 一般汽車所使用的玻璃有 強 化玻璃 其強度較普通玻璃的收縮應力強 5~6 倍 因 碰 撞而導致破裂呈 2~3 的粒狀 如圖 4-5-(1)所示 而不會 割 傷到駕駛及乘坐人員 一般前後擋風玻璃使用之 圖 4-5 汽車玻璃的破裂情況 合成玻璃 此種玻璃係在兩張玻璃之間加入透明的賽璐 珞(celluloid)板加熱加壓後接合在一起 其破裂時形狀 如圖 4-5- (2)所示 隔熱玻璃 加入鋁的淡青色強化玻璃或合成玻璃不但可 吸 收 50 以上的太陽熱度 亦可防止眩光 至於車窗玻璃的 升 降 可用手搖柄控制 如圖 4-6 所示 然現今的車輛大 都 使電動式 由電動馬達驅動小齒輪後 帶動扇形齒輪經升降 臂 將玻璃窗上升或下降 如圖 4-7 所示 3

4 圖 4-6 手柄控制車窗 圖 4-7 電動車窗控制 車架的種類與構造 一 概述 車 架(Frame)除了作為引擎 車身 傳動 懸吊及轉向系統等 安 裝之骨架 承受車重及載重量外 尚須承受車輪的驅動力 煞 車時的反扭力 轉向離心力 以及從由路面所承受的衝擊 力 等而引起之歪曲 扭轉 拉伸及震動等之作用力 因此對 車 架材料之要求則須講求堅固 結實 且質量要輕 二 種類 車 架的種類很多 如 X 型 梯型 台型 脊椎骨型及整體式 等 但目前使用的僅有大型車與中小型貨車所使用的 H 型車 架 及小型客車所使用的整體式車架 H 型車架又稱為梯形車架 如圖 4-8-(A)所示 通常以兩 根 邊樑(Side Member)及數根橫樑(Cross Member)和補強樑用電 焊 焊接或用鉚釘鉚合而成 此型車架具有構造簡單 強度大 及 施工容易的特性 4

5 (A) H 型車架 (B)整體式車架 圖 4-8 車架的種類 整體式車架 如圖 4-8-(B)所示 係將車身加強的單體式 底 盤 車身的底板以堅固底板或支架構成 此型車架不但重 量 輕 且車身的剛性有足夠強度承受垂直與水平負載 扭力 煞車的反作用力等 習題 車身的組成應包括有那三部分 試述安全帶的功用 汽車所使用的玻璃分為那三種 其各有特性 試述整體式車架的特性及其優點 第二節 懸吊機構 一部車輛的車身及車架與前後軸之連接得靠懸吊機構來完 成 因此懸吊系統的構件不但須要承受車重及載重量 並能吸收來 自 於路面的衝擊以保護身架及底盤 尚須具有減震使乘坐舒適 且 能承受推進力及轉向穩定的特性 整體式懸吊機構的功能 種類與構造 對 於載重量較大的車輛 大都使用整體懸吊系統(小型車輛鮮 少 使用了) 其係將左右輪安裝在一軸上 並將懸吊彈簧安裝 5

6 於 軸與車身架之間 此式懸吊系統的優點為 構造簡單 故 障 少 強度大 能負重載 保養及維修較為方便 缺點則為 車 輪校正的角度變化較大 易受地面之傾斜或顛簸而使車身 傾 斜 對高速行駛安定性較差 如圖 4-9 整體懸吊系統所使用彈簧有彈簧有片狀彈簧(鋼板) 圈狀彈 簧 扭桿彈簧及空氣彈簧等 目前大型車大都使用平行安裝 式 的片狀彈簧 有些高級的大客車則使用空氣彈簧 圖 4-9 整體式懸吊簡圖 一 平行安裝片狀彈簧式的整體懸吊 此系統之彈簧與軸成垂直 即彈簧與車身架成平行 如 圖 4-10 所示 彈簧的一端用鋼板眼固定於車架 另一端則與可 以 活動的吊耳相連 再以 U 型 螺絲固定於車軸上 彈簧片固定於軸上方的稱軸上懸吊式 亦有將彈簧片固 定 於軸之下方的 稱為軸下懸吊式 如圖 4-11 所示 除了像公 共 汽車等車身較高的車子 為了降低重心而採用軸下懸吊外 大 都使用軸上懸吊式 圖 4-10 平行安裝式 圖 4-11 軸下簧板式 二 橫置片狀彈簧式整體懸吊 此式懸吊裝置將彈簧片與車軸成平行與車架成垂直安裝 彈簧 片之兩端用吊耳安裝於車架 並藉控制臂及拉桿將軸與車架連接 而支 持推力 拉力 扭力及煞車反作用力 如圖 4-12 因此式裝置易引起車輛搖動 故一般車輛使用不多 6

7 圖 4-12 橫置簧片式 三 圈狀彈簧式整體懸吊系統 某些 FR 車輛型的小型車使用圈狀彈簧作為後懸吊系統 如 圖 4-13 所示 然目前使用不多了 圖 4-13 圈狀彈簧式整體後懸吊系統 四 空氣彈簧式整體懸吊系統 大型高級客車 如台汽的國光號 使用空氣懸吊系統 如 圖 4-14 所示 因空氣彈簧的彈簧常數係隨負荷之大小而改 變 因此使乘坐舒適性大為提高 7

8 圖 4-14 空氣彈簧式整體懸吊系統 獨立懸吊機構的功能 種類與構造 所謂獨立懸吊系統係左右兩輪並不安裝於同一車軸上 左 右兩輪均單獨利用連桿及底盤彈簧安裝於車身架上 使左 右 兩輪受路面衝擊而引起的運動及上下跳動互不影響 為目 前 小型的車輛使用之 此式懸吊系統與整體懸吊系統比較時 的 優點有 彈簧彈性較弱震動少乘坐較舒適 因左右兩輪能 各 自跳動 故高速行駛較為平穩安定性亦佳 缺點則有 構 造 複雜 價昂保養費用亦高 連接的構件多 故磨耗亦多 且 調整較不易 車輛上下跳動時 易使輪距發生變化 因此 輪 胎容易磨損 如圖 4-15 獨立懸吊系統的種類很多 其中前輪懸吊與後輪懸吊 又 有很大的區別 現將前 後懸吊系統分述如下 8

9 圖 4-15 獨立式懸吊簡圖 一 獨立前懸吊系統的種類及構造特性 目前使用的獨立前懸吊系統有雞胸骨式 扭桿彈簧式 麥 花臣式及擺動車軸式 各系統結構及特性為 1 雞 胸骨式(Wishbone Type) 雞胸骨式懸吊系統(亦稱上 下不等臂式或梯型連板式) 組 成的構件包括有上三角臂(亦稱上控制臂 簡稱為上臂) 下 三 角臂(亦稱下控制臂 簡稱為下臂) 圈狀彈簧及轉向節等主 件 雞胸骨式安裝於車架的方法為 上 下臂的內側開口端用螺 栓及銅套連於車架 外側則藉球接頭 如圖 4-16-(A)所示或藉大王 銷 如圖 4-16-(B)所示與轉向節相連接 圈狀彈簧置於上 下臂之間 避震器置於圈狀彈簧的內側中間 其上端固定在車架 下端則安置於 下臂 上控制臂可用來承受車子重量及防止前軸作端向運動的任務 下控制臂更藉支柱以前後的方向連於車架 因此有防止前軸作前後運 動的功用 平衡桿的兩端連於左右下控制臂 中間則用橡皮塊連於車 架 用來吸收外側之反扭力於轉彎時 以防止車輛轉彎時翻車 如圖 4-17 ( A) 球接頭式 (B) 大王銷式 9

10 圖 4-16 雞胸骨式的懸吊系統的構造 雞胸骨式的懸吊系統將上控制臂作得比較短 下控制臂 作 的比較長 其意義為當車輛上下跳動時 外傾角雖然會改 變 但是輪距不會變 因此車輪不會有滑動的現象 故輪胎 之 磨耗較少 如圖 4-18 圖 4-17 平衡桿位置及作用情形 圖 4-18 上 下控制臂不等長時的作用情形 2 扭 桿彈簧式(Torsion Springs Type) 此式懸吊裝置與雞胸骨式相仿 所不同的是以扭桿代替 圈 狀彈簧而已 如圖 4-19 所示 扭桿為一根鋼管或鋼桿 一 端 固定於車架 另一端則裝置於轉動臂上 當車輪上下跳動 時 轉動臂即使扭桿發生扭轉以得減震的作用 10

11 圖 4-19 扭桿彈簧式懸吊系統 圖 4-20 麥花臣式懸吊系統 3 麥 花臣式(Mac Person Strut Type) 麥花臣式懸吊系統又稱滑柱式或垂直導管式懸吊系統 如 圖 4-20 所示 滑柱的上端直固定在車架殼 下端與轉向節 及 下控制臂相連 下控制臂與橫樑連接 亦藉張力桿與橫樑 相 連 此式懸吊系統的特性及優缺點為 特性 整個懸吊系統之下端用橫樑及張力桿來防止前軸 的 前後移動 軸端的左右方向之力則由平衡桿(安定器)所支 承 及上下運動之力則圈狀彈簧及避震器來承受 優點則有 構造簡單 佔位置小 適合小型車使用 車 輪 的後傾角不會因路面的起伏而有太多的改變 缺點則有 車輪滾過凹凸不平之路面時 車輪會有自動 轉 向的現象 因此駕駛者握持方向盤的力量須較大 當負荷 過 大時滑柱易彎曲 因而影響轉向的靈敏度 所以不能負 重 載 因上端固定於車殼 與下端的固定點距離很大 因此 11

12 須 有較堅固的車殼 4 擺 動車軸式(Swing Axle Type) 是 使用於驅動輪型式的車輛 如 FF 型或 F-4 車輛 此型 車 輛的差速器固定於車架上 以差速器將軸分成兩部分 經 萬 向接頭而使驅動軸左右伸出 車輪固定在驅動軸 在接近 車 輪的部分 由圓柱軸承之拉桿及底盤彈簧支持 如圖 4-21 所 示 驅動軸除可將扭力同時傳到車輪外 並能承受軸向橫 力 並以拉桿承受水平力 扭力及煞車的反作用力 當車輪 受路面之衝擊而上下震動時 車輪即以萬向接頭為中心作圓 弧形擺動 由於車輪的上下震動變化 會產生橫向滑動 加 速車輪之磨損 尤其載重時 外傾角會隨車輛偏斜明顯改變 而影響轉向性能 故僅適用於小型車輛 圖 4-21 擺動車軸式懸吊系統 二 獨立後懸吊系統的種類及構造特性 目前使用的獨立前懸吊系統有拖動臂式 斜桿式 及 擺 動車軸式等 1 拖 動臂式(Single Trailing Arm Type) 拖動臂式的懸吊系統 如圖 4-22 所示 其為 FF 型車輛 的 後懸吊 拖動臂的內側連接於車架橫樑 臂的外側與車輪 連接 承受軸端方向之力 上方則藉避震器及圈狀彈簧連於 車架 承受上下方向之力 下方則藉支柱以前後方連接於車 架上 承受前後運動之力 左右臂有平衡桿相連 防止車輛 過彎時偏斜 12

13 (A) 單拖動臂式後懸吊 (B)雙拖動臂式後懸吊 圖 4-22 拖動臂式後懸吊系統 拖動臂式的懸吊系統的優點有構造簡單 佔空間小 車 輪 上下震動時輪距及外傾角的變化少 震動亦少 乘坐舒適 為 小型客車使用最為普遍 缺點則為拖動臂的剛性較差 因 此 須藉拖動臂下方的支柱來承受前後之力 至於 FR 型車輛的後懸吊 有半拖動臂及拖動臂式兩種 兩 者之不相同在於 半拖動臂的擺動為斜向後方 而拖動臂 式 的擺動為直向後方 如圖 4-23 所示 圖 4-23 拖動臂懸吊系統 彈簧的功能 種類 構造與工作情形 一 底盤彈簧的功能 車輛的懸吊彈簧係安裝於車架與車軸之間 其功用有承 受 車子的重量及載重量 吸收與消除因路面起伏而造成的車 輛 震動使乘坐舒適 由於底盤彈簧所負之任務相當堅巨 因 此 底盤彈簧應具有能適應負荷的大小 對道路面的衝擊 而有適 當 的彈性減少其車身的震動 經長期使用彈性不減且不易折斷的特性 二 底盤彈簧的種類 依懸吊裝置之不同 目前使用於汽車上底盤彈簧以片狀 彈 簧 圈狀彈簧 扭桿彈簧 橡皮彈簧及空氣彈簧居多 1 片 狀彈簧 使用片狀彈簧式的整體懸吊 系統中的組件中包括有吊 13

14 耳 吊架 鋼板 鋼板夾 中心螺絲 及 U 型螺絲及有前四 片 的鋼板與鋼板前後端的密合處則有襯墊 在中心螺絲的上 方 則有保險檔 如圖 4-24 所示 圖 4-24 整體片狀彈簧懸吊系統的構件 圖 4-25 吊耳的種類 (1 ) 吊 架與吊耳 第一片的鋼板(主鋼板)之前後端有鋼板眼 前端用吊架 固 定於不能移動的車架上 後端則用可以活動的吊耳與車架 相 連 使用吊耳的目的為允許鋼板於壓縮及反彈時能有伸縮 的 作用 至於吊耳之使用大型車以連桿式 如圖 4-25-(A)所示 小 型車則使用 U 型式居多 如圖 4-25-(B)所示 至於吊架與吊耳之使用得視該車輛的推進裝置而有所不 同 所謂推進裝置係指將車輪的旋轉力傳至車身架的一種結 14

15 構 目前大型車廣泛所使用的推進裝置有扭桿推進及哈其士 推 進裝置兩種 扭桿推進裝置(如圖 4-26-(A)所示) 其推進力 的 傳遞為 車輪旋轉力 車軸殼 扭桿 車架 而哈其士推進裝 置 在鋼板的前 後方均用吊耳與車架相連接 是利用片狀彈簧的扭動 推 力推進車架 圖 4-26 推進裝置 哈其士推進裝置 如圖 4-26-(B)所示 推進力的傳遞為 車 輪旋轉力 車軸殼 鋼板 吊架 車架 此式的推進裝置 在 主鋼板的前端用吊架與車架連接 後端均用吊耳與車架相 連 圖 4-27 片狀彈簧的構造 (2 ) 片 狀彈簧(俗稱鋼板) 整體懸吊系所使用的片狀彈簧組係由約 6~12mm 多片 ( 4~1 0 片 至多有 15 片)長條形鋼板疊合而成 並用中心螺絲 及 鋼板夾組合成一體 如圖 4-27 所示 第一片鋼板是最長的一片 兩端有鋼板眼 內裝置有銅 套 用吊耳及吊架連於車架上 鋼板的彈簧常數短的較長的 15

16 大 以便調整承載重量及乘坐的舒適性 為使多片式鋼板組 合 時有較佳的密合性 短鋼板的曲率半徑較長鋼板大 有些鋼板組 使用不對稱型的片狀彈簧 不對稱的鋼 板 有的將中間製成較厚 兩旁則製得較薄 如此可用來調整承載 能 力及乘坐的舒適性 另一種的不對稱鋼板 鋼板的中心不在車軸上 而 是略偏到前段 如圖 4-28 所示使前半段的彈簧常數大於後半段 如 此 可以增加驅動力 減少煞車時重量的前移及煞車扭力所造成的彎曲力 矩 圖 4-28 不對稱鋼板 (3 ) 中心螺絲 多片式鋼板之組合 在中間均用中心螺絲連合固定後 安放 於車軸上 如此可防止鋼板作縱向(前後)運動 (4) U 型螺絲 鋼板在中心螺絲的兩側用 U 型螺絲安裝於車軸 如此可防止 鋼板作橫向(前後)運動 (5) 鋼板夾(又稱反跳夾或反彈夾) 多片式的鋼板組 在鋼板的前 2~4 片使用鋼板夾加於固定 其目的在於使每片鋼板的受力平均 及防止鋼板在反彈時造 成離位的現象 (6) 襯墊 有些多片式的鋼板組 在鋼板與鋼板前端密合處加上襯墊(金 屬臘紙) 其可減少因鋼板壓縮或反彈時的摩擦噪音 (7) 保險擋 保險擋(緩衝橡皮)裝於車架 中心螺絲的上方 其功用在於 防止鋼板反彈時碰到車身架 二 圈狀彈簧 圈狀彈簧係利用伸縮的原理 以作為承載及減震的作用 以鋼條捲成螺旋狀 且兩端製成扁平 以便安裝於車架或上 下控制臂之間 當彈簧受到壓縮時 因彈簧間無摩擦力產生 因此吸收震動及緩和衝擊力的作用較片狀彈簧優 然圈狀彈 簧僅能承受上下的負荷及衝擊力 而推力 拉力 扭力及煞 16

17 車的反作用力均須藉扭桿 拉桿或導桿來吸收 因此使懸吊 系統構造複雜化 如圖 4-29 目前小型車廣泛所使用的推進裝置為扭桿推進裝置 推進力 的傳遞為 車輪旋轉力 車軸殼 扭桿 車架 圖 4-29 圈狀彈簧 三 扭桿彈簧 扭桿彈簧係由一根鋼桿或鋼管製成 前端與轉動臂相連 另一端則固定在車架上 如圖 4-30 所示 扭桿彈簧係利用扭 轉之原理來得到承載及減震的作用 當車軸上下運動時 轉 動臂使扭桿發生扭轉的作用 利用扭轉所產生的阻力 去抵 抗上下運動 在彈性的限度內 可緩和衝擊 扭桿彈簧雖具體積小 構造簡單及質量輕的優點 但當 車軸上下運動時 會使扭桿之兩端發生不斷的扭轉作用 致 使扭桿易發生折斷的現象 因此懸吊系統不單獨使用扭桿 而配合圈狀彈簧成為複合彈簧 如圖 4-31 所示 圖 4-30 扭桿彈簧 圖 4-31 複合彈簧 四 橡皮彈簧 橡皮彈簧係利用橡皮扭轉彈性的特點來得到減震的作 用 且其彈性係數不依虎克定律(應變與應力成正比) 因此有 較佳的乘坐舒適性 但因不能承受重載 所以一般作為補助 彈簧及防撞彈簧用 如圖

18 圖 4-32 扭轉用的橡皮彈簧 五 空氣彈簧 對於使用金屬彈簧(如片狀彈簧 圈狀彈簧及扭桿彈簧) 為懸吊機構的車輛 彈簧常數的設計係以最大負荷為原則 因此雖有較大的承載能耐 但會造成輕負荷時乘坐不舒適的感覺 而空氣彈簧的彈簧常數是不固定的 係隨負荷之變化而給予 空氣摺箱的充氣及放氣得到減震的作用 因此不管路面是如 何的起伏或凸凹均能獲得最舒適的乘坐環境 避震器的功能 種類 構造及工作情形 一 避震器的功能 懸吊彈簧雖具減震的效果 但僅限於壓縮時 若彈簧 回彈太過甚 不但會造成車輛的劇烈震動使乘坐不舒適 而 且易使彈簧斷損 因此每部車輛在會在車架與車軸之間安裝 避震器 以抵消及緩和懸吊彈簧的回彈 以減少車輛上 下 的跳動與減少懸吊彈簧的因回彈而造成的斷損 二 避震器的種類 構造與作用 車用避震器(Shock Absorber)大多為液壓作用式 種類則 有筒型 凸輪推動活塞型等 汽車所使用的以筒型避震器最 多 1 單作用式筒型避震器 此型避震器的構造包括有與車架連接的上眼孔 與車軸 (或下控制臂)相連的下眼孔 活塞桿 活塞 內筒 外筒 內 罩 外罩等所組成 如圖 4-33 所示 18

19 圖 4-33 單作用式避震器構造及作用情形 作用情形 當懸吊彈簧受到壓縮時 活塞桿向下推動 則貯油室的液油受壓縮 而將上 下的單向閥推開 使得貯 油 室中經壓縮的液油 經單向閥的周圍流到內筒與活塞桿之間的上 油 壓室 另一部分則流至內外筒之間的貯油室 液壓油的流動無任何阻 力 所以沒有減震的作用 如圖 4-33-(A)所示 當彈簧 回 彈(伸張)時 下油壓室的容積變大產生真空 將上 下的單向閥吸閉 則 上油壓室的液壓油只有經由活塞桿上的小孔流回到下油壓室 因小孔 所 以阻止了液壓油回流速度而得到減震的作用如圖 4-33-(B)所示 2 雙作用式避震器 與單作用式避震器不同之處 在活塞桿與內筒皆有單向閥及大小相 同的通道 如圖 4-34 所示 當懸吊彈簧壓縮時 下單向閥關閉 上單 向閥打開 下油壓室的液油經單向閥小孔流出至上油壓室 而的到減 震的作用 而當懸吊彈簧回彈時 下單向閥打開 下單向閥關閉 儲油 室的液油經下單向閥小孔流回下油壓室 而的到減震的作用 因此雙作 用避震器無論是壓縮或回彈均有減震的作用 19

20 圖 4-34 雙作用式避震器 圖 4-35 氣體油壓式避震器 3 筒型氣體油壓式避震器 此式避震器與單作用式避震器不同 於油壓室下方設置一 只自由活塞 自由活塞與外筒的空間充入高壓(約 20~30 / 2 ) 氮氣(N 2 ) 如圖 4-35 作用情形 當懸吊彈簧受到壓縮時 壓油室的液油經 活塞桿上的單向閥流到活塞桿的上方 同時油壓室的油壓將自由 活 塞下方的氮氣受到壓縮 因活塞桿上單向閥液油流動的阻力小 故 減震作用較微弱 如圖 4-35-(A)所示 當懸吊彈簧回彈時 20

21 活塞桿上方的液油經小孔流回至油壓室 因此產生很大的阻力 同時自由活塞下方的氮氣膨脹 油壓室的油壓上升 使活塞上 方的回流的液油速度減慢 而提高了減震的效果 如圖 4-35-(B) 此式避震器的優點具作用穩定 冷卻良好且作用時不會產 生 噪音 4 氣體油壓壓縮空氣筒型避震器 於單作用式避震器的外罩與外筒之間加裝一只密封墊圈 即使 外 罩與外筒間形成了空氣室 如圖 4-36 所示 空氣室空氣的獲得是 由 空氣懸吊系統中的摺箱所供給 當車身架下降 壓縮空氣對摺箱充氣 之 同時 亦將空氣導入空氣室中 避震器因而伸張 協助摺箱將車身架 頂 高 空氣室至少要保持 0.5~1.0 / 2 的壓力防止密封墊圈的損壞 圖 4-36 氣體油壓壓縮空氣筒型避震器 5 凸輪推動活塞式避震器 此式避震器的構造包括有凸輪 壓縮活塞 壓縮缸 壓縮 進 油閥 壓縮出油閥 回彈活塞 回彈缸 回彈進油閥 回彈 出 油閥 4-37 所示 21

22 圖 4-37 凸輪推動活塞式避震器 作用情形 當懸吊彈簧壓縮時 搖臂使凸輪將壓縮活塞推動 頂開 回彈進 出油閥 而壓縮進 出油閥關閉 液油便由壓縮缸流 向回彈缸 如圖 4-37-(A)所示 故無減震的作用 而當懸吊彈簧回彈時 搖臂使凸輪將回彈活塞推動 使回彈進 出油閥關閉 液油將壓縮進 出油 閥推開 因此液油的流動阻力受到阻力 得到減震的作用 如圖 4-37(B)所示 其它新式懸吊控制機構造的功能 種類與構造 一 液壓彈簧懸吊系統 液壓彈簧由氣室 膜片 斜面活塞 阻流閥(液壓減震活門) 分離器及內部連接管 在氣室內裝有高壓氮氣 液壓室分為上下 兩室 上氣室位於橡皮彈簧與液壓分離膜片 下室位於橡皮膜片 與液壓分離膜片中等所組成 如圖 4-38 所示 作用情形 每一車輪均裝有一只液壓彈簧 且每一邊前後 液壓彈簧的下壓室均有油管相通當 當一輪受到震動時 則將斜 面活塞向上推動 此力量同時作用上下兩個壓力室 故液壓作用 於橡皮彈簧產生減震作用 同時此輪下壓室的液體亦經過減震液 壓門流到同一側車輪之下壓室 如圖 4-39 所示 如此就將震動 分配到每個車輪 使前後輪車輪保持平衡 使簸動減到最小而達 到減震的目的 22

23 圖 4-38 液壓彈簧的構造 圖 4-39 液壓懸吊的作用情形 二 空氣彈簧懸吊系統 如前所述使用金屬彈簧為懸吊機構的車輛 彈簧常數的 設計係以最大負荷為原則 因此雖有較大的承載能耐 但會 造成輕負荷時乘坐的不舒適 而空氣彈簧的彈簧常數是不固 定的 係隨負荷之變化而給予空氣摺箱的充氣及放氣得到減 震的作用 因此高級大型車輛為求乘坐舒適性的乘坐環境 空氣懸吊系統的構件包括有壓氣機 儲氣箱 水平氣閥 空氣摺箱及避震器等所組成 如圖 4-40 所示 圖 4-40 空氣懸吊系統 作用情形 水平氣閥隨 汽車載重量之變化來調節空氣摺 23

24 箱(氣墊)中的空氣量 以保持汽車一定的高度 當車輛負荷增 大車身降低時 水平氣閥中進氣閥打開 排氣閥關閉 使 儲氣箱中壓縮空氣經進氣閥流到空氣摺箱中 使得空氣摺箱 的彈簧常數提高 空氣摺箱伸長 將車身提高 如圖 4-41-(A) 所示 當車重減輕 車身架升高 則水平氣閥中的進氣閥關 閉 排氣閥打開 使摺箱中的壓縮空氣排出 車身降低 如圖 4-41-(B)所示 由以上可知水平氣閥可以配合車重量的變 化自動調整的高度維持在一定的水平 圖 4-41 空氣懸吊系統的作用情形 為使壓縮空氣有適當得緩衝作用 搖臂有一定範圍的作用 搖臂上升或下降約 10~15 而水平氣閥中進 排氣閥不產生進氣 與排氣的作用 而謂之不感範圍 空氣懸吊系統與金屬懸吊系統比較時 有下列之優點 (1) 車身架的高度不受載重量的影響 並可防止車子前後左右之傾 斜 (2)水平活門能依負荷之大小自動調整內部壓力 使乘坐舒 適 (3)具有良好的高週率絕緣性 並可防止噪音 (4)與避震器 配合使用後 可使行車穩定 但是空氣摺箱無法承受橫向推力及 傳遞動力 因此使懸吊系統趨勢複雜 且造價昂貴等缺點 習題 4-2 車輛懸吊系統的構件包括有那些 試述懸吊系統的功用為何 試述整體式懸吊系統的優缺點 試述獨立式懸吊系統的優缺點 試述整體懸吊系統件中中心螺絲 U 型螺絲及鋼板夾的功用 試述麥花臣式懸吊系統的特性 試述整體懸吊系統常用前軸之特性 24

25 8. 試述避震器的功用 9. 比較金屬彈簧與空氣彈簧作用之不同處 1 0. 所謂空氣懸吊系統的不感範圍 學後評量 () 1. 片狀彈簧之懸吊系統中那一片鋼板上有梢孔以便裝置吊架及吊 耳梢 (A)第一片 (B)第二片 (C)第三片 (D)第四片 () 2. 片狀彈簧裝在車架上為了使一端能自由移動以適應彈簧因上下 跳動而改變長度須裝置 (A)吊架 (B)吊耳 (C)V 型螺絲 (D)回 跳夾 () 3.哈其士推進裝置的車輛 其 片狀彈簧固定在車架上的方法是 (A) 前端用 吊架 後端用吊耳 (B)前端用吊耳後端用吊架 (C)前後端均用吊架 (D)前後端均用 吊耳 () 4. 片狀彈簧目前仍廣泛被採用其理由是 (A)傳統的設計 (B)能製 成較高之彈性係數 (C)價廉 (D)以上三者均有 () 5. 彈簧夾是用於防止彈簧鋼板分離 尤其是在 (A)受壓之時 (B) 回彈之時 (C)裝配之時 (D )保養之時 () 6. 鋼板彈簧中之各片均有少許的反曲 其反曲程度為 (A)長者反 曲程度大 (B)短者反曲程度大 (C)近中央者反曲程度大 (D)各 片反曲程度相等 () 7. 鋼板彈簧各片之反曲有何功用 (A)增加彈力 (B)增加承載重量 (C)防止斷損 (D)保持各片鋼板彈簧緊接不易離開 () 8. 鋼板吊架與大樑 (車架) 的連結 其最普遍又最完善的辦法是 (A) 鉚結 (B)焊結 (C)用螺絲鎖緊 (D)鉚且焊結 ( )9.鋼板彈簧夾的主要功用在 (A)方便裝配與保養 (B)方便搬運與 庫存 (C)受壓時的各片受力平均 (D)反彈時的各片受力平均 ( )10.半圓形片狀彈簧 俗稱鋼板彈簧 通常與車架連接之二端 是 經由 (A)鏈條 (B)U 形騎馬螺絲 (C)U 形夾 (D))掛鉤與吊耳 ( )11.鋼板總成 自第一片至最末一片若拆散後 (A)每前一片鋼板 比較次一片的彎曲程度小些 (B)每前一片鋼板比較次一片的彎 曲程度大些 (C)彎曲是一樣大小 (D)每前一片鋼板比較次一片 的寬度小些 () 12. 獨立式懸置系統與整體式 (又稱一體式) 懸置系統為各種車所採 用之情形常是 (A)前者使用於小客車後者使用於大客車或大 卡車 (B)前者使用於大車 後者使用於小車 (C)二者各半 (D) 不一定 可任意採用 () 13. 懸吊系鋼板彈簧為增加彈簧強度 可追加第幾片鋼板彈簧 (A) 第一片或第二片均可 (B)第二片或第三片均可 (C)任何一片 25

26 (D )中央一片 () 14. 為了防止片狀彈簧在受力而滑動時產生之噪音及緩和彈簧之作 用通常裝置有 (A)反彈夾 (B)中心螺絲 (C)U 型螺絲 (D)襯 片 () 15. 整體懸吊系統中 (A)副鋼板僅作用於承載重量加大時 平時不 作用的 (B)鋼板間之襯片 可吸收反彈時之作用力 (C)非對稱 式型片狀彈簧其所減少驅動扭力或剎車扭力較對稱者為小 故高速行駛不良 (D)中心螺絲鬆動或折斷時外傾角 亦或改變 () 16. 使用片狀彈簧的懸吊系統 (A)保險檔為增加懸吊彈簧之彈力 (B )中心螺絲可防止鋼板作橫向運動 (C)U 型螺絲可防止作縱 向運動 (D)各鋼板間有襯片者可使鋼板免去潤滑及減少摩擦 噪音 () 17. 鋼板彈簧組件中 (A)鋼板夾有使鋼板受力平均及防止鋼板反彈 時有離位的現象 (B)最後三片成平直狀的目的在求輕載時有較 佳的彈性 重載時能增加承載重量 (C)長的鋼板其彈簧常數較 大於短的鋼板 (D)吊耳僅能允許作伸縮的動作 並無推進力 之傳遞作用 以上何者有誤? () 18. 獨立式懸吊系統為防止輪胎上下跳動時有橫滑作用 其上下控 制臂為 (A)上控制臂長 ( B)上控制臂較下控制臂短 (C)上下控 制臂一樣長 (D)以上皆真 () 19. 後懸架裝置用圈狀彈簧 彈簧與後軸和車架之連接是經由 (A) 穩定桿 (B)扭力桿 (C)控制臂 (D)游臂 () 20. 獨立式前懸吊最主要之優點為 (A) 負載大 (B) 構造簡單 價格 低廉 (C)震動小 乘坐舒適 安定性佳 (D)結構堅固耐用 () 21. 在典型的前獨立懸架裝置中 上控制臂是連接於轉向節與 (A) 車架大樑 (B)車架橫樑 ( C)車鈾 (D)下控制臂 () 22. 雞胸骨背型懸架裝置其控制臂為上短下長 當車輪發生上下跳 動時對前端幾何有何影響 (A)改變前束 (B)改變後傾角 (C)改 變內傾角 (D)改變外傾角 ( ) 2 3.油 壓氣體避震器內充之氣體為 (A)CO 2 (B)N 2 (C)Hi (D)H 2 答案 01. (A) 02. (B) 03. (A) 04. (B) 05. (B) 06. (B) (D) 08. (D) 09. (D) 10. (D)

27 11. (A) 21. (A) 12. (A) 13. (B) 22. (D) 23. (B) 14. (D) 15. (A) 16. (D) (C) 18. (B) 19. (C) 20. (C)