欢迎访问察北家纺网

接近角离去角(接近角19离去角23)

频道:百科知识 日期: 浏览:1255

       在超跑品牌诞生的数十年里,他们对于造SUV的态度一直是嗤之以鼻的,因为他们认为SUV笨拙的操控会直接毁了超跑品牌苦心经营的形象,所以是否造SUV这件事并不能仅从赚钱的角度出发,这也是为什么保时捷在2002年发布卡宴后,其它超跑品牌对于这种“叛变”行为都表示不屑一顾,甚至为了坚定自己的“人设”,法拉利、兰博基尼还信誓旦旦地公开表示自己肯定不会造SUV。

       可令超跑界意想不到的是,卡宴的诞生不仅没有砸了保时捷的招牌,而且还让保时捷赚的盆满钵满。于是乎,同属于大众集团的兰博基尼率先崩不住了,在2017年发布了与卡宴同平台的SUV--Urus,随后阿斯顿·马丁也在2020年推出了他们的首款SUV DBX,至于一贯高傲的法拉利也计划于今年正式发布品牌的首款SUV--Purosangue。

法拉利Purosangue实车

       这不禁令人好奇,为什么这些超跑品牌连曾经的“底线”都不要了?老规矩先给结论,这些超跑品牌并非放弃了自己的底线,而是因为随着造车技术的进步,SUV这种形式已经够格被超跑品牌纳入麾下了!下面,我将从超跑品牌为什么以前不造SUV,以及为什么近几年才开始造SUV这两部分入手,带大家领略一下自越野车鼻祖威利斯诞生至今的80多年时间里,SUV的运动性能到底发生了多么翻天覆地的变化!

       在1994年全球首款城市SUV丰田RAV4诞生之前,市面上的“SUV”都是类似Jeep切诺基、丰田普拉多这类被我们俗称为“硬派越野车”的车型。它们最大的特点就在于使用了非承载式车身,也就是车身和车架采用分离式设计,并将发动机、变速箱、悬挂全部安装在粗壮钢制车架的上方,而非像SUV一样直接安装在车身上。由于非承载式的车架本身结构非常坚固,所以硬派SUV的底盘强度极高,即便遇到底盘托底,甚至是底盘磕在石头上也不会伤及到上方的动力总成。

越野时车身扭转变形

       非承载式车身还有一个优势就是耐久强度高,大家都知道越野车经常会行驶在坑洼不平的路面上,这要是换成底盘和车身融为一体的承载式车身,那车身就会和底盘一起承受来自路面的冲击力,长久以往就会导致车身出现异响、变形,甚至是车身结构部件撕裂的问题。

       而非承载式车身由于具有独立的车架来承担外力作用,所以即便车辆在越野时发生很大的扭转,也不会导致上方的车壳出现变形、脱焊、开裂的问题,而这也是卡车、硬派SUV一直采用非承载式车身的主要原因。不过,这种分离式的车身形式也会对操控带来许多不利影响 ,而这些问题也都是超跑品牌根本不可能接受的,具体咱们往下看。

左:非承载式 / 右:承载式

       由于非承载式结构的车身与车架是两个独立的部件,且车架本身具有一定的厚度(一般在10cm以上),所以安装在车架上的车身自然就会被架高了,那最终整车的车高也就会相应变高。并且为了保证车辆的通过性,所以这类非承载式越野车还得通过增加悬架高度的方式来保证底盘的离地间隙,最终就会导致整台车的重心变得非常高。

       而重心一高,车辆的操控性自然就会拉胯,这对于以操控为生的超跑品牌来说显然是不能接受的。所以在SUV这种采用承载式车身,将越野车和轿车优势相结合的品类诞生前,超跑品牌造“SUV”就只会得到两个结果,要么直接将底盘高度降到最低,让这台“SUV”变成一台根本没有通过性的伪SUV;要么就保留通过性,放弃操控性,在为用户提供高度足够的底盘同时,再通过往机舱内塞入一台高性能发动机,最终打造出一款直线王、弯道亡的“伪高性能”SUV......但上述第一种方案失去了SUV的价值,而第二种方案又违背了超跑品牌的初衷,肯定都是不可取的。

硬派SUV刹车点头现象

       非承载式车身除了重心更高以外,还会因为独立大梁的存在导致车辆变重。通常来说,陆巡、发现这个级别的越野车,其大梁重量就要达到3-400kg左右,像是路虎发现5在取消大梁后,整车重量就直接从发现4的2.5吨降低到了2.2吨。而越大的重量,就会导致车辆的动态性能越拉胯。像是在弯道中,更重的车身会产生更大的惯性,加剧车身的侧倾;在直线上,更重的车身也会导致车辆加速时更容易抬头,刹车时更容易点头。对于超跑而言,轻量化向来都是立足之本,“力大砖飞”只是老美的粗劣玩法,所以又高又重的硬派越野车显然不符合欧洲超跑品牌的调性。

       不仅如此,由于非承载式结构的底盘和车身是分离的,所以还会导致车辆的沟通性和操控性变得很差。沟通性方面,由于分离式车身会将大部分路感隔绝,所以驾驶者会很难通过底盘和转向的反馈来对路况进行实时判断并做出回应。而在操控性方面,由于车身不是一个整体的缘故,所以任何的操作、反馈也都会慢上半拍。这就像一个人穿着厚厚的靴子去跑步,双脚不仅无法清晰感知路面的情况,而且就连本应该快速作用到地面上的动作,也会被厚厚的填充物拖慢半拍。而这种毫无沟通且滞后的感受,显然不符合超跑品牌对于驾驶乐趣以及顶级操控性的追求。

      

兰德酷路泽后整体桥悬挂

       这还不算完,在悬架结构上,早期的越野车主要以整体桥结构为主,即两个车轮由一根车桥直接连接,是一种两个轮胎之间无法独立运动的悬架结构。虽说整体桥结构简单、强度高,并且一侧被压缩越大,另一侧就越会向下探,从而使轮胎能更接地,但由于左右两侧车轮并非独立结构,且整体桥自重过大,所以在激烈驾驶的时候,不仅左右车轮会产生相互干涉,同时弯道极限还很低。这种糟糕的公路行驶性能显然也是与超跑品牌以“跑”为卖点的理念相悖的。

恩佐·法拉利先生和他挚爱的250GT、330GT

       看到这大家不难发现,像是法拉利、兰博基尼、保时捷、阿斯顿·马丁这些在20世纪中期前后诞生的超跑品牌,之所以在近百年的时间里都不碰SUV这个品类,就是因为受限于早年间的技术瓶颈,无法解决越野能力和操控性之间的矛盾问题。毕竟当时要想做到不错的越野能力,就必须要采用非承载式车身,以及相对硬派的结构设计,最终就必然会导致车辆操控性的拉胯。所以在承载式SUV诞生的1994年前,谁要是跟意大利的超跑公司提议造SUV,那就无异于在上海的咖啡馆里向别人提议,喝咖啡应该就着大蒜一样,会被认为是个XX。

       现在超跑品牌能造SUV的原因很简单,就是因为随着造车技术的突飞猛进,SUV越野能力和操控性之间的矛盾问题被化解了。而最先将这两者兼顾的SUV,就是保时捷于2002年发布的SUV--卡宴。这台车在问世后不仅没有砸了保时捷的招牌,反而因为其公路、越野两不误的产品力让世人领教到了保时捷的研发功力。

      

       同时,保时捷当年打造卡宴的思路,也成为了日后各大豪华品牌乃至超跑品牌打造SUV的标准操作。所以,下面我们就以全能SUV先驱--初代卡宴为例,来为大家讲解为何超跑品牌在2000年后可以造SUV了,以及它们为了造出一款优秀的SUV都做了哪些努力。

      

       前面讲过,早期“SUV”为了保证车辆越野时的车身刚性和耐久性,所以无一例外都使用了带有独立梯形大梁结构的非承载式车身,最终也导致了车辆又高又重,且公路操控性拉胯;而之所以早期没人用又低又轻的承载式车身来打造SUV,是因为那时的汽车结构学以及材料力学水平还不够,使用承载式结构造出的SUV会在越野时出现车身形变、脱焊、甚至开裂的问题。好在我们出生在了科技飞速发展的年代,科研人员帮我们搞定了汽车结构设计以及材料力学。于是乎,又轻又矮且能兼顾越野的承载式SUV便诞生了。

       虽说最早的承载式SUV是丰田于1994年发布的初代RAV4,并且那台车也提供了四驱版本,但由于那只是一台基于轿车打造的SUV,所以车身也根本无法应对越野时出现的大幅扭转。而要论SUV领域的公路、越野全能战士先驱,还得当属出自售价高昂、有足够成本去堆好材料的保时捷。2002年,保时捷推出了初代卡宴,这台车使用了64%的高强度、超高强度钢材,白车身重量仅392公斤,但扭转刚度却达到了夸张的36900 Nm/°,相当于每公斤重量实现了94.13Nm/°的刚度。这个数字不仅放在20年前是全球领先的水平,而且就算是放到今天,也依然是大多数SUV望尘莫及的存在。

       像是目前在售的奥迪Q7,其发布于2015年,身技术非常出色,并且得益于大量的轻量化设计,这代Q7的白车身重量只有362公斤,扭转刚度也做到32700Nm/°,相当于每公斤重量的刚度为90.33Nm/°。不过即使这样,这代Q7与早13年发布的初代卡宴相比,在车身刚性方面依旧处于劣势。要注意的是,这并不是因为Q7不够好,而是因为初代卡宴实在太强了......

       极高的车身扭转刚度不仅可以大幅提升SUV的操控性能,而且还能保证车身在崎岖路面越野时不会变形。即使出现上图这种轮胎离地、车身承受极大扭转力的状况,卡宴的高刚性车身也能保证四个车门顺畅打开。这要是换作普通承载式SUV,车门很可能就会因为车身的扭转形变被卡住了。也正是因为卡宴超越以往任何一款SUV的扭转刚度,以及优异的轻量化设计,所以初代卡宴便兼具了上山越野,以及下赛道飙车这两个看似矛盾的本领。

路虎揽胜的白车身

       可以说,正是初代卡宴的成功,让广大汽车制造商意识到了承载式车身的潜力,所以大家也纷纷加入到了承载式SUV的大潮中。随着车身材料、车身设计、加工工艺的共同提升,如今的顶级SUV基本都采用了铝合金以及复合材料组合的车身。例如2012年发布的第4代路虎揽胜,就首次采用了全铝合金一体式车身,使得其重量相比采用钢制车身的3代揽胜降低了足足420kg!

      

       随着路虎在第4代揽胜上首次使用全铝车身的成功,这个老牌硬派SUV制造商也确定了承载式车身可以兼顾轻量化和高刚性,于是便毫不犹豫地全面转向了承载式SUV的阵营,并在发现、卫士车系换代的时候纷纷舍弃了又重又高的非承载车身。

       而像是阿斯顿·马丁在2020年发布的DBX,官方表示其扭转刚度不低于27000Nm/°,在V8发动机和各种豪华配置的堆砌下,这辆车长5米的大家伙也只有2.2吨的车重,同样通过承载式车身兼顾了车身刚性与轻量化。

      

       在通过承载式车身解决了此前超跑品牌因为车重、底盘厚度、操控拉胯等无法涉及SUV领域的问题后,接下来就该解决越野与操控需求相悖的离地间隙问题了。要知道,一辆车要想具备优秀的越野能力,它的离地间隙就必须高,这样才能为提升车辆的接近角、离去角,以及通过角打下基础。而说到提高离地间隙,就肯定离不开悬挂行程的升高了。可悬挂行程高度一升高,车辆的重心就会变高,车辆的操控性就会不可避免地变差。那究竟有没有能兼顾高离地间隙,以及低重心需求的悬挂呢?必须有!它就是空气悬挂。

       保时捷在2002年推出第一代卡宴时,注重高性能的Turbo版就标配了空气悬挂(其它车型可以选配)。将空气悬挂升高后,初代卡宴的前悬挂行程为220mm,后悬挂行程为249mm。要知道,最新一代的奔驰G级,由于换装了前双叉臂悬架,所以它的前悬挂行程只有185mm,而依然采用整体桥后悬挂的行程也不过224mm,均小于初代卡宴将空气悬挂升高后的悬挂行程。

       在底盘通过性方面,奔驰G级的离地间隙为241mm,接近角31°、通过角26°、离去角27°。而初代保时捷卡宴把空气悬挂升到最高后,底盘的离地间隙达到了273mm,接近角32°、通过角25°、离去角27°,完全达到了跟大G相同的水平。这也就意味着,在不考虑四驱、差速锁等条件的情况下,目前在售的这一代奔驰G级,实际底盘通过性与初代的保时捷卡宴是差不多的。

       大G的操控性有多差,开过的朋友都知道。而初代保时捷卡宴有了空气悬挂后,在越野工况下可以通过升高悬挂做到媲美大G的离地间隙,而在公路行驶时,又能通过降低悬挂做到媲美运动型轿车的操控性。在正常模式下行驶,初代卡宴的底盘离地间隙为217mm,当车速达到125km/h时,底盘高度会下降27mm,当速度超过210km/h后,底盘高度还会再降低11mm,此时卡宴的离地间隙就只有179mm了,高度甚至比跨界轿车奥迪A6 Allroad的185mm还要低。

第一代卡宴前桥空气悬挂

       虽然SUV可以通过空气悬挂的高、低切换来应对越野、公路这两种使用场景,但由于SUV的车身垂直空间较大,以及为长行程悬挂预留的轮拱高度较高,所以车辆的重心高度依然会高于轿车和跑车。于是为了抑制SUV高重心产生的侧倾,保时捷便对防倾杆动了心思。

       要知道,一般防倾杆的结构和工作原理非常简单,简单说就是通过一根U形钢管与车辆的左右两个前悬挂相连,当车辆转弯时,弯道外侧的悬挂被压缩,与外侧悬挂相连的防倾杆便会随着悬挂的压缩出现上扬,此时,这股向上的力便会通过防倾杆传导到另一侧的内侧悬挂,同样为内侧悬挂提供一股向上的力,进而使原本处于向下拉伸状态的内侧避震向上压缩,如此一来,随着内侧避震器拉伸行程的缩短,车辆的侧倾幅度就能得到一定程度的抑制了。相反的,过弯时内侧悬挂作为一个支点,也会对外侧悬挂的上扬幅度进行一定的抑制,进而减少了车辆的侧倾幅度。

       不过由于防倾杆的结构单一,所以就会造成特性单一的问题,比如说如果为了操控性选择管径粗壮的防倾杆,那当两侧避震在越野状态下出现高度差时,过粗的防倾杆就会导致两侧悬挂的干涉力过大,从而造成车辆的悬挂行程受限。反之,如果为了越野时的悬挂行程选择较细的防倾杆,那对于车辆过弯时的侧倾抑制又会差点意思。为了解决操控和越野的矛盾,于是保时捷做了一个大胆的尝试,在卡宴的前后桥上使用了主动式的防倾杆。

上:防倾杆断开 / 下:防倾杆结合

       主动防倾杆原理并不复杂,核心就是通过在防倾杆中央加入电控液压机构的方式,赋予了防倾杆结合、断开的功能。像是卡宴行驶在炮弹坑等越野路面时,防倾杆就会通过断开左右连接的方式,来解除左右悬挂的行程干涉,进而为卡宴的悬挂增加70mm的行程。而当车辆的时速超过50km/h后,防倾杆又会自动结合,以抑制车身侧倾。至于大家熟知的牧马人上采用的可断开防倾杆,则是到2007年才出现,比初代卡宴晚了5年。

       除了主动防倾杆外,初代卡宴还配备了当时并不多见的保时捷主动悬挂管理系统(PASM)。这套系统可以通过调节避震器的阻尼大小,在一定程度上抑制转弯时的侧倾幅度以及加、减速时的抬头、点头现象。再加上卡宴使用了对车身侧倾抑制很好的前双叉臂、后多连杆悬挂结构,所以这台越野能力不俗的SUV还做出了极高的弯道极限成绩。

       侧向加速度是证明一台车弯道极限最直观的指标,像是初代卡宴Turbo就在2002年将SUV领域的最大侧向加速度记录拔高到了0.89g,这是一个很恐怖的数字,因为2009年诞生的宝马M3的最大侧向加速度也不过0.9g。当然,随着近几年超跑品牌开始以现今这个时代的技术水平涉及SUV领域,这一记录也在不断被刷新着,像是兰博基尼Urus在2017年底诞生后,就将记录刷至了1.01g;随后2021年配备夏季轮胎的阿斯顿·马丁DBX再次将SUV领域的最大侧向G值数据刷值了1.2g。要知道,即使是最新款的保时捷992代911 Turbo S,其横向G值也只是跟DBX相同的1.2g而已。由此可见,如果钱能到位的话,SUV照样能从“弯道亡”变成“弯道王”!

       在解决了车身强度、离地间隙以及操控方面的问题后,最后就轮到承载式SUV脱困性能差的问题了。此时,一套可以越野,并且可以提升操控性的四驱系统就至关重要了。

       要知道,过去的越野车为了保证脱困性能,通常都会使用分时四驱系统,并且搭配前后差速锁来限制车轮的打滑。虽然这种纯机械的四驱结构可靠耐用,但也会直接造成车辆灵活性不足的问题。像是车辆如果不锁止前、后差速锁,四驱系统就会呈现出完全开放的状态,不能限制左右车轮的打滑;但如果车辆锁止前、后差速锁,又会使车轮之间的动力分配变成固定比例,进而导致无法根据路况、车辆摩擦力的变化随时调整左右车轮的动力输出,还会因为左右车轮转速恒定造成车辆无法拐弯。

采用纯机械式托森中央差速器的老Q5

       此外,纯机械四驱系统的动力也只能以固定的比例分配给前后桥,并不能根据路面抓地力的不同实时调整动力分配。众所周知,四驱系统在操控性方面的最佳动力分配应该是在车辆出现推头时减少前轮的动力分配,而在车尾遇到打滑甩尾时降低后轮的动力分配。所以如果没有一套能够实时分配动力的四驱系统,相对更高、更重的大马力SUV是很容易在弯道失控的。例如与初代卡宴同平台、同时期诞生的初代大众途锐,它的四驱系统就是前后50:50的固定分配,所以途锐在激烈驾驶时就很容易产生严重的推头现象。

初代卡宴四驱系统

       毋容置疑的是,这种严重推头、影响操控的四驱系统肯定是保时捷这种主打赛道的品牌无法接受的,于是初代卡宴的四驱系统便通过在中央差速器上增加一组电控离合器片的形式,打破了前后50:50的固定动力分配,并实现了前、后0-100:100-0的动力动态分配。在默认状态下,初代卡宴的前后桥动力分配为32:68,车辆具有更利于操控的后驱车特性;而在特定情况下,这套四驱系统还可以将动力100%分配给前、后桥来提高脱困能力。不过由于当时的四驱技术还做不到左、右车轮的动力分配,所以初代卡宴为了保证极限脱困性能还布置了中央以及后桥两把差速锁。

扭矩矢量控制原理

       当然,对于追求极致操控的高性能车来说,只有前、后桥动力分配的四驱系统肯定是不够的。由于车辆在过弯时重心会向弯道外侧倾斜,加大外侧车轮的载荷,所以如果要想提升车辆的操控性,就应该将更多的动力分配给外侧车轮,并减少内侧车轮的动力分配。而随着车辆电控系统的发展,可以实现动力在内、外车轮进行分配的扭矩矢量控制系统诞生了。

奥迪Quattro Ultra扭矩矢量四驱

       扭矩矢量控制系统可以使动力在左、右车轮之间进行0-100:100-0分配的特性,不仅可以在过弯时将更多的动力分配给外侧车轮来提升操控,同时还可以在越野时将动力分配给有抓地力一侧的车轮。如此一来,就省去了传统的机械差速锁,可以进一步给车辆减重。不仅如此,扭矩矢量控制系统仅需100毫秒的时间就能完成对左右车轮的动力分配,要远快于需要驾驶员自己发出指令才能锁止的机械差速锁。

       可以说,扭矩矢量控制四驱系统的诞生,赋予了SUV成为一位既可豁赛道、又能豁泥巴的“灵活胖子”的可能,所以近几年接连诞生的保时捷卡宴Turbo GT 、兰博基尼Urus、阿斯顿·马丁DBX这些超跑SUV也都无一例外地装配了扭矩矢量控制四驱系统。

       当然啦,要论极限越野能力,三把锁机械四驱肯定还是更胜一筹的,不过回归实际,又有几个人会开着这些上百万的奢侈品去搞极限攀爬越野呢?毕竟就连买大G这种带大梁、整体桥、三把锁的真硬派越野车的富人,也只是开着这台车在城里拿样罢了。所以像是卡宴Turbo GT、兰博基尼Urus、阿斯顿·马丁DBX这类车型的四驱系统,只要在满足超强公路操控性的同时,具备碾压一般城市SUV的越野能力就足够了。

       卡宴一经问世就成为了保时捷品牌的销量支柱和利润奶牛,甚至凭一己之力将当时已经濒临破产的整个保时捷品牌从深渊拉了出来;兰博基尼在发布Urus后,品牌销量更是直接翻了一番;阿斯顿·马丁DBX上市后不到一年就成为了品牌旗下的销量王;法拉利还没上市的SUV Purosangue目前曝光预售价为460万,而且由于想订购这款SUV的富人太多,Purosangue已经成为了非限量版法拉利车型中最难买到的车,目前美国那边只有被法拉利邀请的客户才有缴纳定金的资格,并且经过加价选装等操作后,实际落地价要超过600万!这无不证明着市场对高性能SUV的迫切需要!但这是否能说明超跑品牌为了挣钱连脸都不要了呢?非也!要知道,最新的保时捷卡宴Turbo GT在纽北拿下了7:38.925的圈速,比法拉利458、本田NSX、奥迪R8等超跑还要更快。

      

       由此可见,早年间受限于车身、材料、四驱系统的限制,没有为了赚钱去造SUV的超跑品牌其实已经很有底线了,如今在技术层面可以兼顾操控和越野后才下场造SUV,并且性能还可以秒杀一众跑车、性能车,这样的超跑品牌又何谈违背自身的品牌价值呢?