【國王學苑】探索底盤絕對領域─《Mazda MX-5 / MX-5 RF》

2019-06-21 10:30:45

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自ND世代的《Mazda MX-5》發表之後，就因為拉風的外型、極佳的駕駛樂趣和相對親民的價格在全球市場受到歡迎。MX-5之所以獲得許多青睞，除了恰到好處的動力之外，輕量化的車體和追求純粹駕馭感受的底盤設計也是一大關鍵。這次【國王學苑】探索底盤絕對領域就要來探究小改後ND2世代MX-5的底盤設計，順便對比一下多了電動硬頂的MX-5 RF在底盤部分是否有所差異。

軟篷 vs 硬頂

Mazda MX-5
Mazda MX-5 RF

把兩台車頂起來檢視底盤，發現在底盤結構上僅有一處有所差異。首先，軟篷為手排車型，但是台灣原廠並沒有為硬頂RF導入手排車型，因此為自排變速箱的配置。也因為如此，軟篷手排車型在變速箱下配有一支結構桿(紅圈處)，但是RF自排車型因為自排變速箱(藍色箭頭)體積的關係，沒有裝配這支結構桿。不過，由於RF因為硬頂的設計，在車體結構強度上理應優於軟篷車型，因此少了這支結構桿對於車身剛性的影響應該不大。假如真的很在意，那就只能選擇軟篷手排車型了。

MX-5手排變速箱下結構桿
自排變速箱因為體積關係下方沒有結構桿
手排車型的變速箱下結構桿
MX-5車系中央的X型結構桿

除了上述的那支結構桿之外，其實無論軟篷或者RF車型，在懸吊結構、防傾桿尺寸等等都沒有分別。但是，因為在手排車型上LSD限滑差速器是標準配置，無論軟篷或RF的自排車型均沒有LSD，因此考量到駕駛樂趣和動態極限方面，手排車型仍然是最佳選項。另一個值得注意的部分還有輪圈螺帽，小改前的ND1車型原本所使用的輪圈螺帽規格為21mm，但是在小改後的ND2車型改為19mm，至於為何要改為較小的尺寸則不得而知。

▲小改後的ND2車型將輪圈螺帽改為19mm

前懸吊結構

▲MX-5前懸吊為標準的雙A臂形式

MX-5除了車身尺寸嬌小，因為動力不大、車重輕盈的關係，自然就不需要尺寸太大的輪圈。這些成為了MX-5懸吊設計上的優勢，在有著足夠空間又不需要擔心和大尺寸胎圈干涉的情況下，這款敞篷小跑車的前懸吊使用了相當傳統且簡單的雙A臂設計。

▲MX-5前懸吊的上下A臂和羊角都是由鋁合金材質打造

MX-5的前懸吊系統包括上A臂、下A臂和羊角都是以鋁合金製成，由此處可見Mazda對於這款車輕量化方面的錙銖必較。上A臂的形狀為相當標準的A臂，V型支臂中間還設計了橫向支架(黃色箭頭)來強化整支A臂的結構強度，這支上支臂成了名符其實的「A」臂。

▲MX-5的前懸吊上臂為相當正統的A臂

相較於體積較小的上A臂，需要承擔較大受力，而且做為避震器固定支點的下A臂在體積上就大了不少。也因為如此，為了避免輪圈轉向時干涉到活動範圍，下A臂設計成了類似L型的結構，同時整體也更加粗壯。

MX-5接近L型的下A臂
下A臂同時需要支撐避震器

後懸吊結構

▲MX-5後懸吊為五連桿形式

MX-5後懸吊採用五連桿設計，羊角和前懸吊一樣為鋁合金材質，但是後懸吊連桿則是一般鋼材製成。多連桿的設計讓後懸吊的空間和幾何變化更為彈性，讓Mazda得以調校出希望賦予這款車的動態表現。不過多連桿結構也並非全無缺點，除了複雜程度較高之外，整體來說也會比架構較為簡單的雙A臂來得重一些，但是原廠宣稱MX-5的車體配重為50：50因此這部分應該已經經過計算，以達到最佳化的前後配重。

▲MX-5後懸吊連桿為鋼材製作，羊角則是鋁合金

MX-5的五連桿為雙A臂懸吊概念的變化型態，上方兩支連桿的擺放方式能夠形成一支虛擬上A臂，下方兩支連桿也是相同的概念，至於第五支連桿則是有調整Toe角度作用的Toe連桿(綠色箭頭)。五支連桿為後軸提供了高水準的支撐性和精準度，營造出MX-5人人讚賞的敏捷動態。

MX-5後懸吊兩支上連桿
MX-5後懸吊兩支下連桿和Toe連桿

而除了懸吊本身之外，MX-5的後軸還有一些巧妙的設計，像是和後卡鉗整合的手煞車機構(紅圈)。這個做法可以免去傳統手煞車鼓煞機構，進而減輕懸吊系統的簧下重量，以一般鼓煞機構的重量來說，MX-5的這項設計至少能夠為單邊懸吊減少大約2公斤左右的重量。另外還有超細的後防傾桿，相較於尺寸為23mm的前防傾桿，MX-5後防傾桿的尺寸連一半都不到，只有11mm左右。這部分推斷是為了讓MX-5靈活的後軸更加穩定並且擁有較好的貼地性，雖然會讓側傾抑制的能力較差，但是也讓後軸懸吊的做動和反應時間拉長，讓動態不至於太過敏感。

和後煞車整合的手煞車機構
23mm前防傾桿
11mm前防傾桿

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。

以底盤測試儀實測懸吊特性，可以發現懸吊行程較長、阻尼和彈簧設定都較為軟調的MX-5確實在前後懸吊都呈現出代表偏向舒適特性的深V曲線。有趣的是從接地壓力的變化來看，後軸的貼地表現確實如同前面提到的一樣有著比前軸更好的表現。因此，在原廠設定之下，可以推斷出MX-5的後軸抓地力會略優於前軸。而因為輕巧的車重加上前置引擎後輪驅動的先天特性來搭配懸吊設定，使得MX-5實際駕駛的動態有著相當中性的表現，讓一般人也能夠輕鬆的掌控這輛敞篷小跑車。

MX-5前懸吊測試曲線
MX-5後懸吊測試曲線

在看完了以上的底盤設計分析之後，掀開引擎蓋也可以看到ND2世代的一些小改變。除了大家都知道的引擎優化、輸出提升之外，在引擎和雨刷水箱之間還多了一個電腦模組(藍色箭頭)。在詢問Mazda Taiwan之後，才知道原來這是i-ELOOP系統的電流轉換器。而所謂i-ELOOP，即是電容式的煞車動能回收系統，在車輛收油和踩下煞車之後能夠透過發電機將減速過程的動能轉換為電力並且儲存於電容器和電池當中，讓車輛其他電子系統能夠使用回收的電力，有助於進一步提升MX-5的節能表現。