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PSA的扭力桿式拖曳臂雜論
前言：本文緣起
1999年筆者買了第一輛206-S16，開了幾年覺得實在必須稱讚這輛車的設計良好（當然不是沒有缺點），尤其是在底盤的操控反應上，實在很協調而讓人充滿安全感。等我有些機會回頭去開日系國產車時，就會覺得一切都不對勁：坐姿很奇怪、底盤反應很差、煞車不好、轉向不聽話等等。這時才真的體會PSA在底盤設計上的水準，也理解了法系車和日系車在造車工藝上的巨大差距。
等我認識了某位PSA車系的專家，在長時間的泡茶之下，也得知了許多巷子裡的人才知道的知識；加上自己車子的維修經驗和駕駛體會，較諸許多網路上討論區和汽車雜誌上的言論，發現有許多流傳久遠的謬誤信息，仍然在持續地誤導大眾，實在必須跳出來導正一番，以造福眾多車主，是有此文也。
必也正名──所謂的「拖曳臂」，其實是一種『幾何』方式
所謂的「拖曳臂」是一種機械結構嗎？答案其實「是」也「不是」，端看你從那一個基準去理解和描述。為了減少誤解和更逼近真相，在此筆者要採用一個定義就是：所謂的『拖曳臂』，其實是一種『幾何』方式。
什麼是幾何呢？就是角度、長度、力矩&力臂等等基本性質。在汽車底盤基本設計的討論上，『拖曳臂』一詞所描述的就是某種特定的幾何性質，而不是「機械方法」。那拖曳臂的幾何是什麼？這用文字來說明可是又臭又長，還不如您去找輛206頂起來看看後懸吊長相，或者到路上找一輛機車看看後輪的機械結構就是了。但為了本文的完整，此處還是進行相關描述：
圖1--拖曳臂與半拖曳臂
圖1的下圖為半拖曳臂，擺臂的旋轉軸與車身縱軸不垂直，而擺臂擺動時車輪與車身縱軸的角度會有變化。上圖則是為全拖曳臂，擺臂與車身縱軸垂直，擺臂在擺動時車輪與車身縱軸的角度不變。兩者間的共通點就是：輪軸與擺臂之間是固定死的，在懸吊運動時沒有任何角度變化，擺臂與擺臂的旋轉軸之間也沒有角度變化。
拖曳臂的重點有二：第一是擺臂軸垂直於車身縱軸，其作動的方向則平行於縱軸；第二是擺臂從固定軸到輪軸間沒有可改變角度的關節構造。這個定義也是本文所要採用的定義，即使某些幾何效果類似的懸吊機構，甚或是某些被許多人誤稱為拖曳臂的懸吊機構，只要未符合此定義的，全都不能被稱為拖曳臂。
錯誤1－只要是『拖曳臂』，就可以放在一起比？
有很多種機械設計方法可以達成前述之拖曳臂的幾何定義，拖曳臂的機械可以採用最單純、最少的部件去完成－－就像是PSA車系的拖曳臂設計，（圖2）也可以採取較粗壯的設計以符合車輛需求，（圖3）也可以加入1~n根連桿等等予以改良。（圖4）
圖2－Peugeot 205GTi的扭力桿式拖曳臂基本構型
圖3－固定軸較為粗壯的拖曳臂設計
圖4－Peugeo206改良的扭力桿式拖曳臂結構
眼尖的讀者可能會發現圖4是206-RC的後懸吊結構，也許也會質疑其是否屬於拖曳臂機構。很多歐系小型車的拖曳臂設計是採用較簡單的機械方法，這種作法會使拖曳臂懸吊有橫向剛性較差的弱點，也就是對於平行於輪軸的方向施加壓力時，系統的抵抗力（或穩定性）會較差。基於相同的原因，許多以拖曳臂為基本構型的懸吊構造就是意圖在補強這個弱點，206-RC的後懸構造增加兩根連桿的目的就在補強橫向的剛性。
仔細觀察此機構所增加的連桿並不會改變拖曳臂的幾何特性，而且其連桿的固定位置也沒有違背本文對拖曳臂的定義，因此206-RC的後懸吊可以被視為是改良式的拖曳臂。假使所增加的連桿抖機構會限制或改變拖曳臂幾何特性，則不被稱為拖曳臂，而可能被稱為「多連桿懸吊」等等不甚精確的稱呼。
另外也有很多懸吊機構的幾何類似於拖曳臂，但並不符合本文對拖曳臂的定義，因此根本不能被稱為拖曳臂機構。例如圖5的這種機構有人稱之為雙拖曳臂結構，儘管其幾何特性類似拖曳臂，但並不符合本文的定義，故此處不被稱為拖曳臂機構。事實上這種懸吊機構的幾何方式類似拖曳臂，但機械方式卻比較近似雙A臂的變形，因此有時要給予某種機構準確名稱是困難的，端看你從那一種觀點去描述。
圖5－“雙拖曳臂”（？）懸吊結構
要用文字完全準確地定義拖曳臂並不容易，若從反面描述就是：只要擺臂在運動時，擺臂與擺臂軸以及擺臂跟輪軸的夾角如果會出現變化的，就不能被稱為拖曳臂。例如307和VAG車系的後軸設計，就不符合拖曳臂的定義。（圖6、圖7）事實上307和VAG的後懸吊是一種被稱為扭力樑（torsion beam）的懸吊機構，而非拖曳臂機構。（註2）
圖6－VW Golf的後扭力樑懸吊
圖7－Peugeot 307的後扭力樑懸吊
而從圖片顯示的構造來看，扭力樑機構的幾何特性顯然就和拖曳臂大異其趣。因此若我們想要進行某種比較，則要比較的東西必須是可以被比較的，這是『比較』這件事的基本要求──最低限度是至少得把要比的東西的『名稱』弄對。例如今天要比較「VAG的『扭力樑』和PSA的『拖曳臂』機構」──這樣的前提就OK；若要比較「VAG的和PSA的『拖曳臂』孰優」──這種前提下的文章就是一種謬辯。許多討論的謬誤就出在這個地方：把不同的東西用一樣的名詞代表，或是把相同的東西用不同的名詞稱呼──這常常是因為根本沒有弄清楚定義，或是討論採用的觀點並不完整的緣故。
若討論的前提沒弄錯，那同樣都是拖曳臂的懸吊操控特性會相同嗎？例如圖8的兩種拖曳臂機構和圖9的PSA扭力桿式拖曳臂──那種的操控比較理想？這就得實際去比較才會知道了。這種基準相同的比較有時還得考慮各種設計機械特性以外的差異，例如維修成本、空間佔用率等等。顯然我們可以預期，採用不同的機械方法達成了一樣的幾何結果，也很可能會造成駕駛者實際操控感受的顯著差別。
若以圖8來看，這種有分開兩處固定軸的拖曳臂設計，我們可以預期相較於圖9的PSA拖曳臂有著更好的橫向剛性，因為PSA的拖曳臂橫向的應力幾乎完全由粗大的軸承來承受，而圖8的構造則由兩個分開相當遠的固定軸承受。但顯然PSA的拖曳臂機構佔用的空間小得多，可以大幅增加座艙的空間利用性。從這裡也可以推論出，PSA拖曳臂機構對於軸承的設計和材料要求將會很高，因為它必須承受好幾個方向的極大應力。
圖8－某種拖曳臂後輪機構
圖9－PSA的拖曳臂機構
前述的事實代表了，即便在同樣的幾何之下，不同的機械結構設計也會造成車身動態的明顯差異。也就是說：即便其他的條件都相同（例如車重、前後軸配重、軸距、輪距、減震筒、彈簧等）一樣是前軸麥花臣、後軸拖曳臂的設計，也不代表兩者的操控感就會相同或類似。
錯誤2－容易混淆的問題：換了避震器，就能提升操控？
事實上「底盤的幾何」是決定車輛動態特性的最主要因素，而減震筒阻尼、彈簧係數等機械構造僅為次要因素，因此操控性的好壞主要就取決於底盤的幾何設定，更換彈簧和減震筒，只能部份改善車子的動態。
事實上除了常見的底盤幾何角度之外，（註2）底盤幾何還存在著某些一般大眾所未知的角度或幾何設定，甚至於底盤部件間所使用的橡膠襯套的材料特性，也可以造成底盤幾何的明顯影響；而在很深入的討論裡，懸吊機械部件的剛性／彈性特性，也能對操控特性產生影響，因此底盤部件的材料特性也是設計時必須考慮的元素。這就屬於各車廠的「know-how 」──也就是獨門功夫，也就是這個未知的差異，讓每家車廠的車輛都具有各自的個性。
以PSA後擔的那根砲管為例，儘管它看起來非常粗壯強韌，但以車輛的尺度來看，這根砲管並非完全的剛體而是一個彈性體。若你仔細看：車子頂高之後和落地之時，砲管的狀態是不一樣的，這也是設計時必須計算在內的變數。
PSA車系的拖曳臂是有專利的，是全球獨一無二的機械結構；其它歐洲車廠雖然也有拖曳臂的設計，但在機械構造恐怕都不相同。這也是我們必須以「所謂的拖曳臂，其實是一種『幾何』方式」這個觀點去理解拖曳臂的主要原因。
錯誤3－拖曳臂設計是成本考量？
很多常見的論點都說：小車使用拖曳臂是成本考量。這個論點在其他車系因筆者所知有限無法置評，但在PSA車系則此論是錯誤的。
所有維修過或更換過後擔的PSA車主都會有一個感想就是：PSA的後擔還真是他X的貴。為何會這麼貴呢？仔細觀察技師在拆解後擔的構造時你就會發現：PSA的後擔實為精密而且複雜的機械，而且使用的都是很好的金屬材料，難怪會這麼貴。
比起某些日系車的後多連桿還是一些有的沒的，PSA的後拖曳臂拆解需要非常多的工序和各殊工具，你很難用一把氣動工具加上螺帽套筒就能和分解PSA的後擔。看過PSA的後擔的細部分解時你就會知道這真是聰明又厲害的設計；正因為構造精巧（在很小的空間裡要塞下很多部件），又因為後擔部件負擔了強大的應力和荷重，因此對材料的要求度當然也高，（請參考前文）難怪貴得要命。相對的其他車廠的多連桿，只要幾根金屬棒和螺栓就搞定，成本絕對遠低於PSA的拖曳臂。（註四）
既然PSA的拖曳臂後擔不是低成本的部件，那為何主要應用在小型車呢？最主要的原因是因為「空間」，次要的原因則來自於「車重」。
看過PSA拖曳臂的後擔結構，不論是裝置在車上或是已拆離車體，你都會發現：整個後擔的結構佔用的空間非常的小！！從軸承、彈簧（即扭力桿）、平衡桿（防傾桿）、減震筒等，全都安排在獨立的後擔的小空間上，完全不占用車室內的空間（請參考前文）。當你相比於VAG後軸的扭力樑構造的減震筒固定座必須侵入車室內，你就會驚異於PSA後擔的工藝水準。正因為小型車的車室空間已經有限，能爭取最大空間的PSA後拖曳臂當然是絕佳的選擇。而大型車因為室內空間已經夠大，即使懸吊機構會佔用部分的車室空間，但整體的影響相對較小。
另外就是重量問題。當車子的重量增加時，懸吊的應力也會增加。這裡有一個簡單的機械／物理命題：假設相同的材料和構造，重量會以尺寸的3次方增加，強度則是以尺寸的2次方增加。所以儘管以現今的技術，我們當然可以把拖曳臂加粗加強到可以承受大型車的重量（有不少裝甲車和戰車的懸吊都是拖曳臂式的），但考量到成本和各種因素，在大型房車上採用後拖曳臂可能不是最聰明的選擇。若是便宜又輕巧的多連桿就能解決問題，何必裝上昂貴又重的拖曳臂呢？答案還真明顯。
所以囉，當你真的正確認識了PSA的拖曳臂之後，你就會知道：PSA的扭力桿式拖曳臂真是一種了不起的設計。正因為精密而複雜，所以可以在最小的安裝空間裡工作，並調校出良好的操控特性。
後語：廉價的以訛傳訛資訊
v 小車的後懸吊使用拖曳臂，是因為成本考量？不一定！至少在PSA車系的情況就不是如此。（註3）
v 拖曳臂的構造簡單？錯！拖曳臂是一種幾何方式，它的幾何很簡單，但是卻可能有著複雜而精密的機械結構，端看你所指的是那一種拖曳臂的機械構造。
v 只要名為「拖曳臂」的車輛操控特性都類似？錯！影響車輛操控性的主要原因是底盤的幾何設定，次要因素則是機械構造；而底盤的幾何常常藏有車廠的獨門功夫，機械設計也大不相同，所以別再把To××ta的「拖曳臂」（？）拿來比PSA的拖曳臂，那還真是“懶X比雞腿”的以訛傳訛啦。
很多網路汽車俱樂部的討論版，還有某些汽車雜誌裡，都充斥著以訛傳訛的資訊。網路文章有一個特性就是很容易複製轉貼，往往一個一知半解的寫手寫了篇對錯參半的文章，就被大量的轉貼或郵寄，最後造成普遍的車主都有錯誤的觀念。對於所有的網路「資訊」，我們都應該有懷疑、思考和求證的科學精神，這樣資訊才會變成「知識」。
事實上單是『拖曳臂』一詞恐怕也有非常多的人（甚至是汽車雜誌的編輯）一知半解、自以為是，也因此很多相關的討論都是「城門樓、雞巴頭」式的謬辯。各位車主若能用本文的這個方式去理解拖曳臂的構造──即回歸到最基本的幾何原理和定義，則很多混淆的觀念就能清楚了。
附註
註1：VAG車系的後軸設計常被稱為拖曳臂，但若在本文的定義之下，這種構造並不符合拖曳臂的定義，因為其擺臂的固定軸並非固定與車縱軸線垂直的，而會有其他角度變化。
圖10---扭力樑式懸吊的部分藍圖，可看出和拖曳臂的幾何相當不同
註2：常見的底盤幾何角度有：軸距、輪距、前後軸的束角（toe）、外傾角（camber）、後傾角(caster，大王銷角度)等等。
註3：此論有一個有力的反面證據就是：PSA車系的新世代小車已不再採用拖曳臂設計，例如307、C2、207、308等，都因為cost-down而開始採用類似扭力樑（torsion beam）式的後軸構造。
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