F1賽車底盤龍骨的總類
February 28, 2024Porsche 911
Porsche 911 Torsion Bar Diagram
Porsche 911 Torsion Bar
現代賽車為何使用扭力桿而非線圈彈簧
在賽車設計中，設計每一輛賽車的最終目的都在最大化動力性能、減輕重量以及優化操控特性。選擇合用的懸吊系統與底盤幾何配置在達成這些目標中至關重要。在2005年左右，許多賽車開始使用扭力桿而非傳統的線圈彈簧作為前懸吊系統。本文將探討這一偏好背後的原因，並檢視扭力桿在現代賽車中如何提供競爭優勢。
什麼是扭力桿？
扭力桿是一種基於扭轉或旋轉原理工作的彈簧。其中一端固定於底盤上，另一端則是固定於避震系統的連接桿上。扭力桿通常是一根直的金屬桿，其功能類似彈簧，但扭力桿並不像線圈彈簧一樣上下壓縮，而是透過扭轉力使桿子彎曲，提供壓縮阻力與回彈力。
量產性能車上最有名使用扭力桿懸吊系統的車輛就是Porsche 911車系的後懸吊系統，這包含了Porsche 911 (1964–1989)、Porsche 930 (1975–1989) 與Porsche 964 (1989–1994)。但因為乘用車上要求舒適的需求高於性能，因此在Porsche 911(993)車系後，後懸吊系統改為傳統的線圈彈簧型式。
Formula E Gen2 Front Suspension Torsion bar
賽車中使用扭力桿的優勢
重量減輕與分佈
扭力桿通常比線圈彈簧輕。在每一克都至關重要的賽車運動中，減重將顯著提升車輛的性能。扭力桿也可以在車輛底盤內更靈活的配置。如果空間不足可以將扭力桿加粗、縮短，或是更改材質。這種設計的靈活性有助於優化重量分佈，這是提升賽車整體平衡與操控的關鍵因素。
快速可調性
扭力桿比線圈彈簧可以更容易且快速的調整。改變扭力桿的角度可以改變懸吊的強度，讓車隊能夠根據不同賽道和條件細調賽車的操控性，無需微調整組彈簧。如有需求也可以快速的更換整組扭力桿，節省分解傳統彈簧與阻尼的施工時間。現今的比賽自由練習時間較緊迫，經常需要快速的調整懸吊設置以達到最佳性能，扭力桿易於調整的特性在比賽中較有優勢。
簡單性和可靠性
扭力桿的設計相對簡單，與線圈彈簧相比更可靠且易於維護。扭力桿的簡單性也導致故障的機會降低，這在賽車中至關重要，尤其現今的賽車設計完整度已相當高，機械問題退賽絕對不是可以接受的選項之一。
Dallara F308 Coil Spring
但與傳統線圈彈簧比較，扭力桿懸吊系統也並非沒也缺點，相比於扭力桿，線圈彈簧具有以下幾個獨特的優勢。
較長的彈性行程
線圈彈簧由於其設計，通常能提供比扭力桿更長的彈性行程。這使得它能更有效地吸收路面的顛簸，提供更加的底盤穩定性。因此在越野賽的賽車中，懸吊系統仍是以傳統線圈彈簧設計為主。
均勻的負載分配
線圈彈簧在壓縮和釋放時能保持均勻的力度分布，這有助於提供更穩定的操控和改善車輛的動態表現。且如果需要非線性的避震系統，也可以已多組的彈簧配置來達成需求。
在現賽車的車輛前懸吊設計大部分都採用扭力桿，證明了它們在賽場上的優越性能。通過重量減輕、易於調整、簡單性、可靠性和節省空間的設計等優點，扭力桿提升了現代賽車在賽場上的性能表現。隨著開發與設計技術的進步和更高效的材料變得更容易取得與應用，未來看到賽車懸吊系統的不斷變革與設計上的妥協與挑戰將會非常有趣。
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…扭力桿與線圈懸吊彈簧的差異
