【國王學苑】探索底盤絕對領域─《Toyota C-HR》

2017-08-13 15:00:33

圖片來源：King Autos

說到《Toyota》的車款，所謂的操控性一直以來都不是這個品牌著重的項目。但是不可否認，在現任執行長豐田章男的改革之下，Toyota近年來的產品的確開始出現了一些不同的變化。除了外觀上變得更加激進，2015年底也正式發表了新的模組化平台架構「Toyota New Global Architecture」，簡稱TNGA。

台灣市場當中第一款使用TNGA模組化平台的車款為油電車款《Prius》，但是受到更多矚目的則是Toyota旗下的新跨界休旅《C-HR》，也是這次探索底盤絕對領域專題的主角。究竟TNGA這個新的底盤平台能夠為Toyota車系帶來怎麼樣的改變？就讓【國王車訊】來說明說明。

前懸吊

圖片來源：King Autos

TNGA模組化底盤平台的前懸吊採用了相當普及的麥花臣結構，除了有構造簡單以及成本低廉以外，在需要應付各種驅動方式以及動力配置的模組化平台上也有著較具有彈性的空間配置。這次在TNGA底盤上，Toyota將這套麥花臣結構下支臂(紅色箭頭所指)造型設計的類似A臂(如黃線所示)，用最簡單的造型來達成所需的強度，從下支臂上的孔洞也能夠看出Toyota在輕量化方面也下了一些功夫。

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▼紅色箭頭為俗稱三角架的麥花臣下支臂，藍色則是控制轉向的方向機舵桿。

圖片來源：King Autos

前懸吊系統當中，防傾桿的尺寸為27mm，和先前曾經解析過的車款相比算是較粗的設定。推測這是由於C-HR擁有較高的車身重心與較長的懸吊行程，在為了維持較小的側傾幅度之下而做出的配置。

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C-HR的前防傾桿連桿與避震器桶身連接(如綠色箭頭所示)，目的與上一篇的 Mustang相同，是為了讓防傾桿的做動更加直接。從這些小地方也能夠看出Toyota想要為TNGA底盤營造出較為運動化的調性。

圖片來源：King Autos

後懸吊

在看到C-HR的後軸懸吊結構之前，要先糾正Toyota官方資料的錯誤。無論是Toyota日本、全球官方網站或者是台灣官方的網站與型錄都註明TNGA的懸吊結構是前麥花臣、後「Double-Wishbbone雙A臂」，事實上TNGA底盤的後懸吊從結構上來說會是「Multi-Link多連桿結構」而非雙A臂。

▼此為TNGA底盤平台的多連桿後懸吊。

圖片來源：Toyota

TNGA底盤的後懸吊結構與Ford的Control Blade懸吊系統、Audi的多連桿懸吊或者是Volvo CMA平台的多連桿懸吊都有著相當類似的結構。這些歐美車廠使用這種類型的多連桿後懸吊已經行之有年，但是從來沒有將這種形式的懸吊稱為雙A臂懸吊，Toyota將後懸吊稱為雙A臂明顯是行銷手法，卻也有著誤導嫌疑。

▼Ford的Control Blade多連桿懸吊。

圖片來源：Ford

▼Audi S1所使用的多連桿後懸吊。

圖片來源：Audi

▼Volvo CMA底盤平台之多連桿後懸吊。

圖片來源：Volvo

撇開名稱上的錯誤，接下來就仔細看看這套「多連桿」後懸吊系統能為Toyota搭載TNGA底盤的車款帶來什麼樣的操控特性。首先從車底往上看，能夠看到黃色箭頭所指，被Ford稱為Control Blade的拖曳連桿(Trailing Arm)。這支鋼片狀的連桿單純負責承受車輛煞車與加速時的縱向力道，扁平的設計讓其佔據的空間得以縮小。而紅色箭頭所指的則是兼負彈簧托盤角色與承受側向力道的下支臂，此處也能看見目的為輕量化的孔洞設計。再來則是綠色箭頭所指的Toe連桿，此連桿能夠分擔小部分的側向力道，但是主要功能為固定Toe角度，使車輛行進時不至於產生Toe的變化而影響行駛穩定性。

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切換至另一個角度，可以看到後軸懸吊結構的上半部。藍色箭頭所指的是長度較短的上支臂，能夠在懸吊壓縮時讓Camber角度產生變化以維持輪胎的貼地性，其彎曲的造型則是為了避免在做動時與底盤產生干涉。這個角度也能看到現在多數車廠都採用的桶圈分離設計，藉由將彈簧與阻尼桶分開擺放以減少避震器佔據的空間，為車輛提供更大的行李廂容量。

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▼後軸防傾桿尺寸為22mm。

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藉著讓連桿各司其職，不但能夠降低單一零件的重量，也能夠在空間運用、操控性與舒適性之間取得較佳的平衡。正因為如此，TNGA所使用的這種多連桿結構在歐系車上已經相當普遍，當Toyota未來將TNGA底盤平台更加廣泛的應用在旗下車款之後，或許就有機會能夠擺脫操控不佳的惡名。

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。

這次受測的C-HR在架上底盤測試儀之後，測得了後軸數據異常的結果。經現場專業技師檢查以後發現後輪左右胎壓落差過大，下方可以看見右後輪胎壓為41.6 psi，左後輪則為37.1 psi。

圖片來源：King Autos

將兩側胎壓調回35 psi之後重新測量，可以看到測試的結果有所改善(注意圖中紅框內數字)。而雖然後軸兩側數據依舊有些許差距，經判斷為合理範圍內的誤差值，因此是正常數據。

▼上圖為左右胎壓不同的後軸數據，下圖為重測以後的後軸數據。

圖片來源：King Autos

另外，由於前軸的兩側胎壓並無異常，因此兩次測試都有著一致的數據。這個小插曲也驗證了胎壓與車輛接地壓力的關係，提醒各位讀者千萬不要小看胎壓對於車輛操控特性所產生的影響。

▼上圖為第一次測試取得的前軸曲線圖，下圖為重測以後的結果。

圖片來源：King Autos

檢視C-HR底盤測試儀的數據，可以看出這款車前後軸都有著明顯的V形曲線，但這可不代表C-HR是一款完全走舒適取向的產品。事實上，撇除動力不談，這款Toyota跨界車的操控表現可以說是可圈可點，在沒有犧牲太多舒適性的情況下還有著紮實靈活的底盤調性。

懸吊動態測試

圖片來源：King Autos

在這一次的專題當中，新增了懸吊動態測試的項目。在這項測試當中，車輛前輪將會置於一塊能夠進行前後、左右以及對角線方向運動的平台上。藉由平台的移動可以模擬懸吊結構在承受縱向、側向以及綜合受力時產生的變化，以觀察懸吊動態時的穩定性。

下方影片可以看到C-HR前軸懸吊的下支臂，影片開始後測試機台首先進行縱向受力的測試，可以看到除了輪胎型變之外，讀者也可注意下支臂靠近底盤處的支點也因為受力而前後擺動。這種擺動的行為會讓定位角度以及軸距產生變化，若是擺動幅度過大則會造成較不安定的操控感受。

影片來源：King Autos

影片持續進行，可以看到測試平台轉為橫向移動來模擬側向力道。此時就能看見A型下支臂對於側向力道的良好支撐性，除了輪胎的型變之外，下支臂可以說是非常穩定。但是，現實狀況當中當然不會有這麼理想的側向受力，因此最後一關即是現實當中轉彎時最常見的側向與縱向綜合受力。從影片中可以看到下支臂依舊有著明顯的前後擺動，但也可以看到輪胎的型變量比單純縱向受力時來的多，這表示著此時下支臂的側向支撐力也發揮了一部分的效用。

看完影片，這裡來說明造成下支臂擺動的原因。下圖中可以看到黃色箭頭所指的兩個支點，這兩個支點的鐵套皆是以橡膠製成，在受力的時候橡膠會產生型變，因此下支臂就會擺動，至於擺動的幅度則取決於橡皮的硬度。

圖片來源：King Autos

既然如此，原廠為何不使用較硬的橡皮或其他結構來限制下支臂的活動範圍？這就關乎到舒適性和操控性之間的拿捏，以C-HR這個車款目標客層為一般消費者的考量下，原廠通常會寧願犧牲掉一些操控的精準性，來換取更好的行路質感。而在實際駕駛C-HR的過程中，Toyota對於這款車的調校的確是有著相當不錯的平衡性，閱車無數的協力店家也告訴我們，C-HR在他們測試過的車款當中懸吊變化的幅度算是在正常範圍之內。

最後，藉由這個測試也驗證了追求完全對稱或者在市售車上計較絕對精準(例如0.01度的Camber)的定位角度並沒有太大的意義，因為橡皮與懸吊關節甚至是輪胎的型變都會導致每一次測量的定位角度有些微不同的結果。

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。

圖片來源：King Autos

在進行定位角度測量時，剛好機台內有Toyota C-HR的原廠定位角度數值來做為參考值，除了對照實車定位的準確度之外，也藉此機會說明原廠對於定位角度的規範。首先看到下圖為Toyota原廠設定值，以總Toe為例，其標準值為Toe in 0.11度，寬容值為正負0.17度；另外，Camber標準值為0.1度，寬容值為正負0.75度。原廠標準設定之下有著這麼大幅度的寬容值，也是因為深知只要在合理範圍內，定位角度的不對稱或者是精準度對於車輛的操控表現並不會有太多的影響。

圖片來源：King Autos

下一張圖為C-HR實際測量的數值，可以看到幾乎每一項數值都在原廠規範內，出廠定位角度的部分算是相當準確。至於顯示紅字的右側前後Toe角度，單純為車輛出廠誤差。

圖片來源：King Autos

從Caster角度接近7度加上趨近於零的Camber設定值來看，TNGA的前軸也是追上了多數歐系車廠在懸吊幾何設定上的思維。藉由大角度的Caster使車輛在轉向時達成較多的Camber變化，趨近於零的Camber則讓車輛直行時也有著最佳的輪胎接地面積。

另外，為了營造轉向不足以及較為穩定的操控特性，前後皆為Toe in設定幾乎可以說是多數車廠的標準做法。不過和先前「探索底盤絕對領域」單元測試過的其他車款相比，C-HR在前後軸Toe in的角度都算小，因此在實際駕駛時底盤的表現還算靈活，高速行駛也能夠維持應有的穩定性。

整體來說，TNGA平台的底盤架構與設定上已經跟進了較新的底盤設計思維，因此無論是操控表現或者行路品質和過去的Toyota車款相比都有著不小幅度的進步，這也使得即便C-HR是款車身重心較高的跨界SUV，但是操控感受卻讓人有一種開著「大鋼砲」的錯覺。對C-HR操控表現感興趣的讀者也可以參考【國王車訊】先前的試駕報導《Toyota C-HR尊爵AWD》試駕印象：動態面。

圖片來源：King Autos