防傾桿
![](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3c/Stabilisator_%28Porsche%29.jpg/220px-Stabilisator_%28Porsche%29.jpg)
防傾桿(英語:anti-roll bar(ARB),anti-sway bar, sway bar, stabilizer bar),又稱橫向穩定桿或平衡桿,是汽車懸掛系統中一種重要的部件,作用是舒緩汽車在高速過彎,或通過不均勻路面時的側傾現象。防傾桿的主要結構由扭杆彈簧組成,透過兩端的桿臂將兩邊的車輪連接起來。防傾桿能增加懸掛系統的側傾剛度(側傾剛度是指汽車對抗側傾的能力)。
在第二次世界大戰前,防傾桿的使用率並不普遍,因為當時的汽車大多使用較硬的懸掛系統,人們也習慣了汽車傾側的現象。自50年代起,人們開始於量產車上採用防傾桿,特別是用於懸掛較軟的汽車上。
![](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8e/Caterham_Roadsport_building_-_012_-_Steering_%28almost%29%2C_anti-roll_bar_-_Flickr_-_exfordy.jpg/220px-Caterham_Roadsport_building_-_012_-_Steering_%28almost%29%2C_anti-roll_bar_-_Flickr_-_exfordy.jpg)
![](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a9/Alfetta_front_suspension_antiroll.jpg/220px-Alfetta_front_suspension_antiroll.jpg)
防傾桿的作用是逼使兩邊的車輪(包括減震器、彈簧及懸掛杆)下降或上升到接近的水平,減低汽車經過各種彎道及顛簸路面時產生的側傾。沒有防傾桿,汽車可傾側的程度就越大。儘管防傾桿在設計上有很大變化,但功能大致相同。
如果沒有防傾桿,當汽車快速過彎時,由於有更多的負荷施加於外輪,會導致車體壓向外輪,外懸掛因而被壓縮。內輪亦由於部分負荷被轉移至外輪而升起,其懸掛因此而放鬆。防傾桿的介入令內輪推向車體,使內輪更貼近地面,令汽車的穩定性得到維持。汽車出彎後,這股向下推力便會減少,外輪及內輪便會恢復相同的高度。
由於每一對車輪都有防傾桿連繫,彼此的運作消除了前後的傾側,使汽車的四輪能維持相若的水平位置。
原理
原則上,防傾桿是一個圓柱形的鋼製扭杆彈簧,形狀呈「U」形,橫置於汽車的前端和後端,連結左右兩輪的懸掛。它透過兩端靈活的節點連接到兩邊的懸掛,使到其中一邊的力可以傳遞到另一邊車身。
當兩邊車輪垂直移動的幅度是一致時,由於兩輪的水平高度相同,防傾桿不會發生扭轉並發揮作用;當兩輪移動的幅度不一致時(如汽車轉彎時),兩端的懸掛因走向不同的方向而對桿身施加扭力。防傾桿的硬度能對抗這股扭力,令兩輪與車身的高度處於相若水平。[1][2]
對抗桿身扭轉的程度要視乎防傾桿的硬度。防傾桿的硬度與桿身的長度成反比,與桿身的直徑及桿臂的長度成正比(即桿臂越短,防傾桿的硬度越高)。防傾桿越硬,兩邊懸掛就越同步,促使車身傾側所需的力就越大。
主要功能
防傾桿主要有兩個功能,第一是減輕車身橫向的側傾。其緩解的程度取決於汽車整體的側滾勁度〈英語:roll stiffness)。提升側滾勁度只會減輕車身的側傾,並不會改變車輪之間的橫向負荷轉移。汽車質心的高度和輪距才是橫向負載轉移的決定因素。
防傾桿的另一個功能就是調整汽車的操控平衡。通過改變前後車軸之間側滾勁度的比例,令汽車產生轉向過度及轉向不足。增加前輪軸側滾勁度的比例〈提升前輪防傾桿的硬度)及減少後輪軸側滾勁度的比例〈降低後輪防傾桿的硬度),會導致前輪的偏滑角較後輪的偏滑角大〈車胎因變形行走的軌跡偏差稱為滑動角(slip angle)),即所謂的轉向不足。相反,將後輪軸側滾勁度的比例提升至比前輪高的水平,會導致轉向過度。
使用缺點
過硬的防傾桿缺點分兩方面,其一是舒適性。由於防傾桿將兩邊的懸掛連在一起,當其中一個車輪駛過顛簸的路面時,會將施加於車輪的力傳遞到另外一邊的車輪。在過程中,防傾桿會使汽車產生震動和左搖右擺的感覺,隨着增加防傾桿的粗度及硬度,這些感覺會越加強烈,乘容可能會因此有不良的體驗。不過通過對其他懸掛調整也可以延遲或減弱這些效應。北歐和德國車喜歡用偏硬的防傾桿,因為他們境內高速公路多,相反在山路蜿蜒的南歐,車廠喜歡將防傾桿設定得軟一點。
側滾勁度過高〈一般是由於對防傾桿的調較過於激進)會導致內輪在轉急彎時離開地面,令外輪失去抓地力。但這一點對於部分汽車來說可能有好處,例如,一些汽車生產商將前輪驅動汽車〈英語:Front-wheel-drive〉的後輪調較成足夠硬。
當汽車在過高速彎時,較多的負載會往後外輪轉移,彈簧伸縮會吸納了一部份,餘下的會引致車胎變形,若防側桿太硬,車身傾側不了,彈簧無法伸縮,重力轉移大部份由外彎車胎承受,車胎大幅度變形抓地力就會下降;另一邊輪〈後內輪〉因防傾桿過硬無法壓向地面而失去抓地力。[3]對比後輪胎組一個負荷過多且一個懸空的狀況而言,前輪胎組的負載更均衡所以有着更多的抓地力,令汽車產生轉向過度,以對抗轉向不足。
可調式防傾桿
![](http://images.weserv.nl/?url=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/58/Antiroll_Bar2.svg/220px-Antiroll_Bar2.svg.png)
可調式防傾桿一般可分為兩種,一種是通過調較賽車桿臂的長度來改變防傾桿的硬度;一種是通過轉動偏平的桿臂來改變防傾桿的硬度。一些賽車用的可調式防傾桿,它容許人員在加油維修站快速調較傾桿的硬度,而一些防傾桿則容許車手在賽車內調較傾桿的硬度,例如日本的超級GT賽車。
參考資料
- ^ Platform stabilisation, Heave dampers, Anti roll bars. [2023-08-08]. (原始內容存檔於2023-08-11) (英語).
- ^ How does Sway Bar work? | What is an Anti-roll Bar?. [2023-08-08]. (原始內容存檔於2023-08-11).
- ^ 龍慶祥. 懸掛好幫手 解構防傾桿. 2021-12-15 [2023-08-08]. (原始內容存檔於2023-08-10).