避震器

稍早之前,我們有討論有關於彈簧經過震盪後,能量被儲存及釋放的情形,假使沒有限制它,這個震盪情形會為駕駛人帶來嚴重的操控問題以及剎車問題,而且也會磨損輪胎,因此每個彈簧都配備有一個減緩震盪的裝置(避震器)。假使我們在彈簧加上一個法碼,法碼會上下移動,直到能量在彈簧內被消耗完為止。如果我們在一杯油裡,在同一彈簧放著同樣法碼,你想會有什麼情形產生?假使法碼有一大洞在上面,又有什麼情形產生?如果洞小一點呢?洞再小一點呢?這些洞允許一些油通過法碼,緩和震盪的影響,這就是基本的吸震原理。活塞接頭被連結到車子的大樑上,圓柱接頭連結到車軸或控制臂上,當輪子遇到一個凸起物,圓柱被往上推。圓柱是一個被密封且注滿油的容器,圓柱內部的直徑與活塞閥外圍的直徑相等。當圓柱被往上推,油也被推壓並經過活塞閥的洞,洞的大小與油的濃度(黏度)決定了能對避震器所施予的運動有多大的緩和力與抵抗力。這樣,避震器透過它的緩和作用消耗掉一些能量,避震器就可以替彈簧分擔許多的震盪力量。能吸收更猛烈震盪的避震器或高負荷的避震器會提供更穩固的行駛,愈穩定的行駛會導致懸吊的移動愈少。對於高性能的車子、或高乘載的汽車、或是經常在顛簸路上行駛的車子,高負荷的避震器是相當需要的配備。避震器不會影響車身高度,除非它是一個彈簧輔助或氣壓輔助的型式。  

為了改良軟硬度及延長使用壽限,因此很多避震器是充氣式的,充氣式的避震器是使用氮氣,因氮氣可減少避震器油的氧化(起泡沫)。  

因為避震器的功能就是承受震盪,負載力量,所以要去檢查避震器,看看支撐是否破損,襯墊是否退化,或否有滲漏現象。  


MacPherson Strut

Vehicle with Struts
  1940年代後期,有一個工程師想到一個新方法,既可以有像傳統上下控制臂一樣的轉向幾何,但又使用更少的零件。此外,他發現他的設計可以分散懸吊負載的力量到車身上,路面震動可以不先經過控制臂而直達彈簧的部位,所有的特性都是為了產生一個更舒適的行駛以及更安全的操控。但這個設計也有一個缺點:必須強化大樑與緩衝裝置上面的部份,也因為如此,其國內的汽車製造商沒有採用他的設計;所以,Earle S. MacPherson就將它的設計給英國的福特汽車,1950時MacPherson Strut(麥花臣支柱懸吊)也在那裡首次登場。

麥花臣 支柱的設計是將彈簧、避震器、上控制臂以及上承軸座結合成一個裝置,上承軸座的功能與傳統長短臂懸吊系統的上球接頭的功能是一樣的,依照他的設計,所有的路面震動都是從輪子直接傳到彈簧,並沒有經過控制臂,因此可以產生一個更平穩的行駛,因為將彈簧的承載點往上移,並增加彈簧之間的寬度,這個設計也提供極佳抗滾動的特質;因為使用更少的零件,麥花臣支柱也佔用更少的空間,因此給予更多的空間給引擎以及相關的零組件,像是空調和動力轉向系統。  

麥花臣支柱的上端有橡膠與金屬零件套在上面,稱之為上支撐座,雖然每種車子的設計都有些許不同,基本上上支撐座會有一個軸承裝置,替支柱活塞接頭與橡膠隔離襯墊引導防塵套。支柱本身的設計很像避震器,有活塞桿、活塞以及油室。如果支柱是可翻修的形式,在支柱筒身頂端與活塞桿接合處,會有一降帽可供拆裝,方便更新其內部零件。  

在上支撐座的下方就是上彈簧固定盤(有時是上支撐座的一部份),彈簧的上端就安置於這個固定盤上,通常有一個切口指示彈簧的末端應在的位置。彈簧被固定在兩個受到強大壓力的固定座間,因此,在彈簧壓縮器還未裝設好,千萬不要卸除活塞接頭的螺帽。  

麥花臣支柱與轉向節(Knuckle)連結的方式,基本上有兩種,一是以螺桿固定於轉向節上,如果支柱與羊角(輪軸)為一整體式結構,則可能將其直接固定於下球接頭。  

有另外一種支柱設計叫做改良型支柱(Modified Strut),這個設計是利用一個彈簧,這個彈簧位於一個包含負重球接頭的低控制臂上這個系統很類似長短臂懸吊系統(SALA)中低控制臂與彈簧位置的設計,這兩者之間最大的不同點是改良型支柱裝置代替了SALA之上控制臂。  

在診斷麥花臣支柱時應該多做一些檢查,不應該只是檢查避震器部份是否在漏油,滲漏(seepage)與漏油(leaking)是不同的情形,大部份的支柱會透過活塞桿密封滲出一些油漬,一般而言,有輕微的油漬現象是正常的,假使漏出之油膜是濃稠的,而且往管子的旁邊流下的話,就建議更換之。假如你有定位設備,執行定位檢查時,將車子頂高大約三吋,而後恢復原位,同時觀察外傾角讀數的變動,如果外傾角讀數沒有任何改變,即可判定支柱或活塞桿彎曲變形,要在進一步診斷,可將活塞桿螺帽扭鬆(放鬆,千萬不要卸除)以及旋轉活塞桿,你可以觀察外傾角是否有改變,假如有改變,則可確定活塞桿彎曲變形,如無改變,則是支柱筒身變形。