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1. 底盤種類

人家常說:汽車的輪胎相當於人的四肢,而汽車底盤就代表人的所有骨骼,如果沒有汽車底盤那所有車子的一切皆會受到影響。

「底盤」就字面的意思看起來,的確指的就是車輛的底部;好的底盤能讓車子更加舒適、安全;而不好的底盤即便車子的其他零件裝得再好再厲害,除了會耗損零件之外,也無法發揮其真正的效果,而車輛的底盤,是否就是專指「懸吊機構」呢?其實這倒不然。底盤系統裡面,是「包含」懸吊機構的,但它不只有懸吊;舉凡變速系統、傳動系統、轉向系統、剎車系統...等,都是屬於底盤的範圍。

 

(1) 承載式車體Unibody

目前大多數轎車多採用的承載式車架,這也是為了解決大梁式車架所研發,解決了大梁式車架的質量重、體積大、重心高等問題,通過整個車身來承載所有載荷和衝擊,所以也可叫做「無車架結構的承載式車身」。此車體的汽車沒有剛性車架,只是加強了車頭、側圍、尾車、底板等部位,所謂承載指車身承載,指車身底盤以上的部分,然而承載的零件像是發動機、懸掛、傳動系統等等,承載式車身的汽車部件都直接安裝在車架上,像果料麵包,麵包是車架,果料是汽車部件,不能輕易把他它們分開。

圖:承載式車體

圖:承載式車體

 

說到承載式車體的優點,由於質量輕與重心低,所以公路行駛非常平穩;而且因為整個車身為一體,所有固有頻率震動低,噪音小的好處;然而承載式車身在撞擊時前後車架可以潰縮保護駕駛,所以比較安全。然而像是由鋼材(或是鋁材)經沖壓、焊接而成,所以對設計和生產工藝的要求都很高,開發製造難度高且相對複雜;再來就是因為沒有底盤大梁架,在承受大量貨物或是駕駛遇到顛頗時,車身扭曲容易彎曲,所以剛度(尤其是抗扭剛度)不足也是承載式車身的一大缺陷。
 

 

(2) 非承載式車體Body on frame

非承載式車身的汽車有剛性車架,又稱底盤大梁架。底盤承載著整個車體,就像三明治的內容都放在底層的麵包上,馬達、電池、懸吊和車身都安裝在底盤上。理論上,即使沒有車身,單是一個底盤裸奔也是沒有什麼問題,就像三明治去掉上面那片麵包也可以。

圖:非承載式的連接點

圖:非承載式車體

 

由於非承載式車身有底盤大樑的結構,在遇到不平的道路時可以吸收衝擊和抵抗扭曲力;並且由於大樑和底盤分開,中間的銜接處會有一些彈簧構造可以吸收衝擊,所以行駛時的噪音較低;最後因為非承載式車身的引擎和懸吊都裝在底盤上,所以要更換零件或維修時較方便。非承載式車身也因底盤大樑的存在,大大的加重了車子的重量,所以比較耗油也是理所當然的;再來就是因為車身重心較高加上整體車子較重,導致車子在轉彎時會比較不靈活,較無法高速的轉彎;最後就是因為底盤大樑的剛性高,使得在受到衝擊時,不會有前後車架可以潰縮的好處。

 

圖:非承載式車體

 

(3) 鋼管車架(Tubular Chassis)

上面所說的兩種車架因為設計開發工藝複雜,只適合批量生產。雖然有共平台的策略,但對於不同的車身造型是不能共用車架。於是鋼管式(又稱「框條式」)車架便應運而生。為了打造擁有足夠強度又輕盈的底盤,鋼管車架以管狀鋼材取代鋼板,結構上則使用大量的三角幾何結構來達成高抗扭剛性。由於鋼管車架需要以手工焊接製作,不利於大量生產,加上三角幾何結構使得車架內幾乎沒有多餘的空間,因此只有少量的市售車採用鋼管結構設計。

 

圖:鋼管車架

 

由於它生產工藝簡單適合小規模作坊作業,50-70年代英國有很多小規模的車廠生產各式各樣的汽車,都是用自行開發製造的鋼管車架。而時至今日仍採用鋼管車架的都是一些產量較少的跑車廠,如LAMBORGHINITVR,原因是由於對鋼管車車架進行局部加強十分容易(只須加焊鋼管),在質量相等的情況下,往往可以得到比承載式車架更強的剛度,這也是很多跑車廠仍樂於用它的原因。

圖:鋼管車架

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曾教授與古董保時捷

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