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【國王學苑】探索底盤絕對領域─《Volvo V60 Polestar》

2017年04月08日 發表

【國王學苑】探索底盤絕對領域─《Volvo V60 Polestar》

圖片來源:King Autos

談到汽車安全性,來自瑞典的《Volvo》如果說二應該沒有人敢說一。不過或許是將大部分的資源都投入在安全技術方面的研發,雖然Volvo在賽場上有過不錯的成績,但是市售車在操控性能方面一直都是弱勢。這在過去大多數汽車製造商都尚在摸索底盤工程的時候並不算是個大問題,但是隨著底盤設計的進步與成熟,越來越多車廠有能力做出操控性非常優異的車款,使得Volvo在這部分的缺陷越來越明顯。

【國王學苑】探索底盤絕對領域─《Volvo V60 Polestar》

圖片來源:King Autos

為了改善這個情況,Volvo先是找上了長期以Volvo車款在《STCC瑞典房車賽》當中競賽的《Polestar》車隊做為合作夥伴。隨後更在2014年正式收購這間公司,並將其歸納為Volvo的性能副品牌。在Polestar豐富的賽事經驗幫助之下,Volvo以旗下《S60》與《V60》車款做為先鋒,推出《S60 Polestar》與《V60 Polestar》高性能車系。而在Polestar產品線推出以後,Volvo也終於擁有能和其他豪華品牌抗衡的性能車款。因此這次的探索底盤專題就要來瞧瞧Volvo V60 Polestar的底盤有何特別之處。

前懸吊

【國王學苑】探索底盤絕對領域─《Volvo V60 Polestar》

圖片來源:King Autos

和先前報導過的《S90》相比,現行S60與V60車系的底盤已經算是較舊的設計。前懸吊為相當普遍的麥花臣結構,下支臂 (紅色箭頭)的形式也是傳統的L型支臂設計。儘管整體設計並沒有特別之處,但是Volvo在前懸吊多處進行了強化來改善操控性。其中包括了避震器彈簧強化上座、前引擎室拉桿、避震器彈簧係數增加80%、加粗至24mm的前防傾桿。

▼V60前軸的麥花臣結構使用的是相當傳統的L型下支臂設計。

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圖片來源:King Autos
▼圖中藍色部位即是Volvo針對Polestar車型進行強化的零件。

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圖片來源:King Autos

此外,值得一提的是Polestar車系為了提升懸吊的性能,採用了與瑞典品牌《Öhlins》合作開發的30段阻尼可調避震器,也是少數原廠就擁有可調功能避震器的車款。V60 Polestar所採用的Öhlins避震器維持原廠的大捲彈簧,在提升性能之餘也不犧牲太多的舒適性。多數可調式改裝懸吊會將調整機構設於避震器上座,但是V60 Polestar所使用的避震器將調整旋鈕設計在避震器底座並且以橡膠套隔絕沙塵。

▼圖中可以看見下支臂 (紅)、與避震器桶身連接的防傾桿連桿 (綠)以及隱藏在底座的阻尼調整旋鈕 (黃)。

【國王學苑】探索底盤絕對領域─《Volvo V60 Polestar》

圖片來源:King Autos

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圖片來源:King Autos
▼因為角度關係難以拍攝,但是V60 Polestar前防傾桿尺寸為24mm。

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圖片來源:King Autos

後懸吊

【國王學苑】探索底盤絕對領域─《Volvo V60 Polestar》

圖片來源:King Autos

現行S60與V60車系的底盤是由與《Ford Mondeo》相同的「Ford EUCD」底盤平台修改而來,因此在後多連桿懸吊的設計上與Ford車系有許多相似之處。Volvo並未針對這副懸吊結構進行大幅修改,僅針對部分零件進行強化,包括使用硬度較高的前縱置連桿襯套、彈簧係數增加80%、阻尼桶上座強化、防傾桿加粗至22mm。

▼後防傾桿尺寸為22mm。

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圖片來源:King Autos

看到V60 Polestar的後軸,可以看到類似「Ford Control Blade」懸吊的設計概念。以一支縱置鋼片連桿 (藍色箭頭)來承受煞車與加速的縱向力道,下支臂 (紅色箭頭)則是做為彈簧托盤與承受側向力道的主要連桿。另外可以看到一支尺寸較小的連桿 (黃色箭頭)來控制後輪的Toe角度,而另外一支較難看見的上支臂 (綠色箭頭)則能夠與下支臂配合,讓懸吊在壓縮與伸張時產生Camber的變化。從圖中也能發現V60 Polestar的後懸吊採用了彈簧與阻尼桶分離的設計,主要是為了減少擺放避震器所需的空間,讓行李廂空間能夠更加寬敞。

▼圖中可見後懸吊下支臂 (紅)、縱置連桿 (藍)、 Toe連桿 (黃)以及較難拍攝的U型上支臂 (綠)。

【國王學苑】探索底盤絕對領域─《Volvo V60 Polestar》

圖片來源:King Autos
▼另一個角度看縱置連桿 (藍色箭頭)以及上支臂 (綠色箭頭)。

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圖片來源:King Autos
▼關於後避震的調整位置,車主必須卸除後行李廂空間內的固定扣環才能看見隱藏在隔板內的調整旋鈕。

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圖片來源:King Autos

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底盤測試儀

在看測試結果之前,要先來告訴大家「底盤測試儀」的意義。底盤測試儀的原理是利用不同頻率的震動來量測輪胎的「接地壓力」,如果圖表越接近水平線,代表懸吊在各個震動頻率都能夠保持幾乎一樣的接地壓力,通常也代表著較為運動化、阻尼設定較強、著重抓地力與操控的設定。如果曲線呈現類似V字形,則通常代表較為舒適、或者阻尼設定較弱、懸吊能夠吸收較多的路面衝擊力道,而越深V通常代表著越舒適的設定。另外,曲線上「點」分布的密集程度也代表著避震的反應,如果點的分布較疏甚至破碎,可能表示避震器在特定震動頻率的做動反應不足導致儀器判讀不到輪胎的接地壓力,或者是避震器有問題。因此底盤測試儀不僅能夠用以判斷車輛的避震特性,也能夠做為避震器是否異常的依據。

必須注意,底盤測試儀給的是一個「參考數據」來提供專業人士判斷避震器的特性或者檢測問題。事實上懸吊設計博大精深,有些測出V型曲線的車款依舊擁有非常優秀的操控感受,而測出近乎水平曲線的車款在行路品質上也可以相當舒適。因此不能完全以曲線形狀來斷定車輛的操控特性。

因為V60 Polestar所配置的Öhlins避震器擁有30段可調的設計,為了方便測試,我們將前後避震器調至最硬、最軟以及中間值來進行測試,讓讀者能夠看到阻尼改變後在底盤測試儀上產生的變化。無論前或後避震,將旋鈕以順時針方向旋轉到底就是最硬設定,逆時針方向旋轉則會越來越軟。

首先看到在最硬的設定之下,底盤測試儀測得的前軸曲線呈現了近乎水平的線條,顯示出無論在何種震動頻率之下輪胎都能夠保持良好的貼地性。而後軸雖然呈現V型曲線,但是曲線緩和,表示避震器將輪胎接地壓力的變化控制在一定的範圍內,讓輪胎維持良好的貼地性。

▼前軸最硬設定的測試曲線圖。

【國王學苑】探索底盤絕對領域─《Volvo V60 Polestar》

圖片來源:King Autos
▼後軸最硬設定的測試曲線圖。

【國王學苑】探索底盤絕對領域─《Volvo V60 Polestar》

圖片來源:King Autos

接著則是最軟的設定,可以看見前軸的曲線依舊趨近於水平,但是線條形狀和調到最硬時有所不同。隨著震動頻率的增加,車輪接地壓力呈現出緩和的弧線變化。後軸的變化就更為明顯,低頻時車輪接地壓力的減少意味著避震吸收掉了部分路面的衝擊,之後逐漸回穩,到了中頻接地壓力又開始減少,在後段呈現較深的V型曲線,代表著更多的路面衝擊被避震器吸收掉。

▼前軸最軟設定的測試曲線圖。

【國王學苑】探索底盤絕對領域─《Volvo V60 Polestar》

圖片來源:King Autos
▼後軸最軟設定的測試曲線圖。

【國王學苑】探索底盤絕對領域─《Volvo V60 Polestar》

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再來看到的是由最軟設定回推15格的中間值,可以看到前軸測得的曲線和最軟的設定相比並沒有太大的差異。但是後軸曲線的變化更加和緩,顯示出後避震將接地壓力的變化控制得比最軟設定之下更穩定。

▼前軸居中設定的測試曲線圖。

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▼後軸居中設定的測試曲線圖。

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從以上三個測試可以明白,避震器的設計是有其先天設計上的特性。可調設計僅能從這個基礎之下去強化或者降低阻尼來些微的改變特性,因此不要奢望一組競技取向的避震器能夠調出豪華郵輪一般的乘坐感受。而V60 Polestar的這組避震器是較為偏向競技的取向,加上原廠配置的設定較為保守,因此在這個基礎之下只能夠做出有限的改變,但是相信對於這款車的消費族群已經足夠。

【國王學苑】探索底盤絕對領域─《Volvo V60 Polestar》

圖片來源:King Autos

至於V60 Polestar在搭載了有「瑞典神器」美名的Öhlins避震器之下,實際駕駛感受會是如何?讀者可以參考國王車訊先前參加V60 Polestar賽道體驗的報導。

註:底盤測試儀雖然不是阻尼測試儀,但是因為阻尼改變以後會改變懸吊做動的特性進而影響車輛輪胎的接地壓力,因此能夠藉由底盤測試儀來判斷阻尼特性的變化以及是否有故障問題。

定位角度

在四輪定位這方面,消費者要建立一個正確的觀念。以市售車來說,強調數據上的「絕對精準」或「絕對對稱」意義並不大。除了每一台定位儀器的校準不同以外,每一次的定位數據也會因為市售車底盤的橡膠鐵套形變或者其他環境變因而有些微不同的結果,只要誤差在合理範圍內就有參考價值。這也是為什麼原廠給的定位數據通常會有一個建議數值與寬容值。
 ▼架上無接觸式定位機台開始測量V60 Polestar的定位角度。

【國王學苑】探索底盤絕對領域─《Volvo V60 Polestar》

圖片來源:King Autos

看到原廠的定位數據,V60 Polestar和多數車廠的預設值一樣採取了前後軸都Toe in的設定,這是為了顧及直線行駛的穩定性以及安全性。但是這樣的設定會使得車輛的動態較為保守不靈活,加上此車款又是四輪傳動配置,在動態上會因此而傾向轉向不足,而較多的Toe角度也會增加輪胎耗損的速度。所幸除了改變定位角度來修正以外,V60 Polestar也能夠藉由調整前後避震器的軟硬程度來改變轉向特性,讓車主在底盤設定上有更大的彈性。

▼V60 Polestar的前懸吊Caster角度並不大,在轉向時動態Camber變化較小,在過彎極限上較為吃虧。

【國王學苑】探索底盤絕對領域─《Volvo V60 Polestar》

圖片來源:King Autos

除了Toe設定以外,Volvo在這副底盤的Caster設定上也較為保守,僅3.5-4.0度的Caster尚未跟上較新的底盤設計思維。由於Caster角度較小,在轉向時產生的動態Camber變化也較少,因此在Caster不變的條件下,勢必要以增加靜態負Camber的方式來強化過彎極限。

在看完了V60 Polestar的底盤以後,可以感覺到Volvo想要追上其他歐系豪華性能車款的野心。雖然這副底盤在先天設計上還是與同級對手有些落差,但是在Polestar的調校以及Öhlins避震器的幫助之下也可說是功力大增。相信Volvo有了更多來自賽場的經驗之下,下一個世代的Polestar車系應該就能夠和對手勢均力敵。

Volvo V60 Polestar的定位數據
前軸
左Camber 右Camber
-0.69度 -0.93度
左Toe 右Toe
+0.21度 +0.07度
總Toe
Toe in 0.28度
左Caster 右Caster
 +3.54度  +3.95度
後軸
左Camber 右Camber
 -1.45度  -1.89度
左Toe 右Toe
 -0.08度  +0.33度
總Toe
Toe in 0.41度
資料來源:King Autos

【國王學苑】探索底盤絕對領域─《Volvo V60 Polestar》

圖片來源:King Autos

協力合作:中壢神器-洪小小

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部分資料來自網路
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