終究是用車需求決定了車輛的發展,價值觀的改變,有可能讓一輛好車殞落,也有可能把一輛平凡的車款塑造成英雄。
五花八門的SUV與CUV車款,充斥在RV車的領域裡,選購時該以什麼為依據?符合自己的預算,能夠滿足自己的用車需求,才是所謂的買對車。但是在sales口沫橫飛的敘述中,一輛車的牛肉在哪裡?絕對不是說了就算。SUV的發展最早就是用來對抗大自然,基本的功能就是能夠在惡劣路況中行駛,這個前提下也使得SUV具備更長久的一般道路使用壽命,而這也是許多經典SUV車款,就算歷經半個世紀以上的考驗,依舊能夠奔馳於山野之間的秘訣。
SUV能應付各種地形路況的決定條件就是傳動系統與懸吊系統。 |
動力科技一日千里 傳動科技十年一日
應付惡劣路況的兩大要素,一個是懸吊系統,另一個就是傳動系統。動力科技可以一日千里,但是你會發現一款車的底盤演變卻是那樣的漫長,這絕對不是車廠單單想節省成本而已。車輛發展經過兩百多年的演進,RV車成為乘用車中最複雜的族群,SUV(Sport Utility Vehicle運動效能車)是RV中唯一擁有Off Road越野能力的車型,因此4X4(4 wheel by 4 wheel drive四輪/四輪驅動)功能、較高的底盤與離地高,決定了破走能力。
下坡時需要控制煞車與轉向並跨越巨石等,SUV的底盤設計當然得比房車更為堅固耐用。 |
SUV的起源於Jeep,就是我們俗稱的吉普車,這個緣起戰場的戰略武器,因為戰後的和平,成為當時擁有最優渥生存條件的車種。此外,軍用車的高耐用度和容易維修,更是這類車款的最大優點。初期的SUV懸吊型式為前後固定軸懸吊,使用最簡單的葉片彈簧,而固定軸懸吊具備永恆不變的最低離地高,載重負荷可以追加葉片彈簧輕易解決,越野時固定軸懸吊更創造較大的落差行程,這是現今雙A臂、麥花臣、多連桿都無法達到的水準。這種古老的設計目前仍被載重較大的商用運輸車採用,例如重型拖車、大型Truck、Pick up等等,SUV中目前僅有悍馬H3的後懸吊是採取葉片彈簧設計。
SUV中的專業車款,就是以更強大的越野性能為訴求,在外觀上也具備十足的獨特性。 |
懸吊三部曲 四輪獨立最後勝出
之後在六○年代,葉片彈簧用來當作輪軸的支臂設計,在道路行駛上,並不適合高速前進,缺乏細膩的懸吊表現,因此發展出連桿支臂連結固定軸,然後改採線性彈簧,以應付更高的行駛速度。到了七○年代,出現前雙A臂搭配後固定軸的懸吊方式,Pajero就是一個先例。而隨著環境與用車需求的改變,當初的SUV分離式底盤設計,到了八○年代才出現和房車類似的一體式車體(承載式車體結構),Jeep Cherokee就是一個典型的代表,後續演變出Grand Cherokee車款。
八○年代也出現了前麥花臣搭配後固定軸的懸吊方式,Suzuki Escudo、Toyota Hilux皆是如此。來到九○年代,四輪麥花臣獨立懸吊、多連桿獨立懸吊、雙A臂則紛紛出籠,所謂的SUV四輪獨立懸吊時代終於到來,就連專業車廠Land Rover在Y2K後,將Defender以外的車型,紛紛改為四輪獨立懸吊。四輪獨立懸吊缺點還是落差行程過小,但是”過小”怕的是車輪懸空,形成傳動系統上的防禦漏洞,一旦傳動系統的防滑設計夠完美,這部份的問題僅剩下應付落差地形上的缺憾。
這就是所謂的分離式大樑,整個車樑與傳動系統可與車殼分離,耐用度高與維修容易是最大特點。 |
SUV的構成要素
至於傳統SUV必備的加力箱也在九○年代藉由引擎科技的提昇紛紛取消,不過,SUV必備的三大要素:分離式大樑、固定軸、加力箱,卻乏以上三者越野性能也就越差。但是那些不太需要強大越野性能的車款,例如CUV卻在此時崛起,On Road:Off Road的比例降至70:30以下。這個部份很典型的代表是VW Touareg設有加力檔、但是共用底盤的Audi Q7卻沒有,Q7強調On Road的訴求,自然比前者更明顯。
傳動系統、懸吊系統,決定一輛SUV的越野性能。 |
利於駕駛不利於越野 差速系統乃雙面刃
在傳動系統部分,最重要的是加力箱設計,一般車輛的動力輸出皆是由變速箱以檔位齒和減速齒決定動能輸出大小和型式,但是SUV具備加力箱,可視為變速箱以外的副變速箱,由於它位於終傳後,因此可以將動力放大,也就是改變功率與時間的變化。一般來說,SUV的加力檔齒比多為2.5:1左右,也就是說一輛扭力達30kgm的SUV,當切入low檔後,扭力可以被放大2.5倍,成為75kgm,相對的,車速卻會縮小2.5倍。Off-Road攀爬時,馬力和扭力可以在原來1/2.5的輪轉速下,就被放大輸出。
SUV最後也進化成承載式車體,和轎車車體結構相當,耐用度與剛性表現則是藉由材料科學與應力結構提升。 |
什麼是差速器
車子有四個輪子,當車輛處於過彎的狀態,外側輪將會轉得比內側輪快,為了應付外側輪與內側輪產生速度差,於是解決的方式就是設置差速器。一般差速器皆由兩組給動力輪的傘齒夾著兩個行星齒對立著,整個總成由外環齒帶動而構成。動力由外環齒進入驅動總成,對立的兩個傘齒則可以進行不等速的轉動,這就是整個差速器能夠產生速差的原理。
前方為後傳動輸入,左右分別為輪軸,中央可見到兩個傘齒夾著兩個行星齒構成差速器。 |
應付左右輪的速差需要差速器,應付前後輪的速差,當然也需要差速器,早期的SUV只有前後軸有差速器,像是Defender以及Escudo等,後來因為急彎制動現象(也就是齒輪互咬)過於明顯,所以後期的車都陸續追加了中央差速器,如此一來過彎變得更順暢,轉向也更精確,有效改善推頭現象。
在四個車輪與三個差速器構成的傳動系統中,來自變速箱的動能,將會在阻抗最小的車輪中被釋放,因此當出現懸空輪、打滑輪,或是阻抗小、磨擦力小、抓地力小的車輪時,車輛便會動彈不得,我們統稱為「無效輪」。不單是SUV,兩輪傳動的房車在競賽中,高速過彎會出現重心落在外側輪,內側輪因為失去下壓力,而導致動力由此流失,在外側的有效輪反而得不到動力,過彎速度因此下降,解決方式就是加裝LSD防滑差速器。而四輪傳動的越野車,也是同理可證,擁有三個差速器的SUV,嚴格來說需要三個差速防滑才足夠。
這是最早期的葉片彈簧後懸吊,兩組葉片彈簧負責固定輪軸,構造非常簡單。 |
第二階段便是以連桿固定輪軸,然後以彈簧與減震筒作為避震,如此可應付更高車速。 |
多連桿的型式繁多,從三連桿、五連桿、八連桿不等,但是連桿越多,對懸吊落差羈絆越大。 |
防滑與鎖定系統 越野的必備武器
在越野時,你可以發現,其實車子的重心因為地形的變化而不斷的改變著,有時甚至發生懸吊落差不足導致懸空輪出現,動力因此整個流失掉,車子甚至不能前進。其實不論是在泥濘、沙地、雪地等越野路況,就像重心會移轉一樣,四個輪子當面臨的摩擦力都不相同時,有效輪與無效輪此起彼落、動力到處流竄變化著,這時你會發現車輛怎麼會像鰻魚一樣滑溜亂鑽,方向盤變得不聽話,一切毫無循跡性可言,這就是傳動系統內發生應力亂竄的結果!
基於越野的訴求不同,這類型的大腳可以應付更大的落差地形。 |
各位可以仔細翻翻這期所介紹的幾款SUV,不論是Jeep Grand Cherokee、Toyota FJ Cruiser、Toyota 4Runner、SsangYong Ryron、Land Rover Freelander 2等等,所附加的各種防滑設計都不相同,其中Toyota FJ Cruiser的機械式後差速器鎖定裝置,或是Freelander電子式限滑與鎖定皆能解決上述的問題。從早期M.Benz G-model的前、中、後鎖定,到新一代的Range Rover、Porsche Cayenne的電子防滑,這些特殊的鎖定裝置目的都只有一個,就是為了強化4X4的越野性能。
今後當你想要購買SUV時,除了搞懂它的傳動與防滑系統外,記得到展示間,趴下來,看看它的底盤用料,是否夠粗壯,是用成本高的鋁合金,還是細細的鐵製連桿,SUV的牛肉在哪?可不是表面上配備有多豐富而以。














