硬顶领队
走过一个世纪的敞篷车———
1886年,卡尔-奔驰生产出的第一辆三轮汽车就是辆无篷汽车。汽车走过的123年就是敞篷汽车的演变史。
第一辆真正意义上的软顶敞篷轿车产生于一个世纪之前;如今,世界在变,潮流也在变,身边的硬顶敞篷车越来越多。
硬顶正当红
敞篷汽车的演变经过了三个阶段——从无篷到软顶敞篷,再到硬顶敞篷。现在市场上还偶尔会见到那些无篷的敞篷车。它们从诞生起就不准备有篷,主要是那些赛事用车、经典跑车的复制款或者欧美小厂的限量级作品,如Eagle手工打造的捷豹E-Type。
很多年来,软顶敞篷车一直占据了敞篷车发展的主流。从技术的角度考虑,软顶可以方便地收回到车内,容易实现敞篷的改变,并且不占用太多空间。
早期的软顶敞篷车都是手动的、外置式的。现在的软顶敞篷经历了两个阶段的改进:软顶收起后,从外置式改成了内置式;从手动改进为自动。现在的一些复古车型,MINI敞篷版、SMART敞篷版依旧沿用外置式,名爵TF则采用手动折叠的软顶。
相对于软顶敞篷,硬顶敞篷则要“年轻”许多,它的出现改进了软顶敞篷噪声和安全性的不足。尽管硬顶敞篷的历史可以追溯至20世纪30年代的标致402 Eclipse,但直到1996年奔驰SLK(R170)问世,硬顶敞篷才突然变得火爆起来。
经历了十三年的演变,硬顶跑车正在引导着敞篷车的流行趋势。
两段最成熟
伴随着顶篷的发展,敞篷车的开篷形式同样层出不穷,其中的“玄妙”让人心动。
所有的硬顶敞篷车,对于行李厢盖的处理都一样。在硬顶机构开始运行的时候,按车顶和后窗部分的拆分数量来区分,可分为一段式、二段式、三段式、特殊式四大类,特殊的敞篷主要是一些硬顶不能折叠的车型,比如牧马人的顶篷就是直接取下来,单独存放。
目前,“三段式”敞篷拥有最复杂的结构,至少需要5个马达,8个液压缸,13个传感器和14个关节装置。与“二段式”或者“一段式”相比,“三段式”敞篷的分段较多,机械部分的动作也多,对机械和密封的要求更高,其优点也显而易见。因为可以多分一两段,单段的长度就可以相对较小,叠放后更节约行李厢空间,也可以适当放大车顶的长度,解决了增加一排后座或者使后排座空间更大的瓶颈。
目前采用“三段式”的都是有两排座椅的车辆。当然,硬顶的部分也并非越多越好,超过某一个数目后,不但重量会急剧增加,由于机件之间的干涉,其稳定性和可靠程度也会降低。
被赛车催生
刺激敞篷轿车发展的因素是赛车。
在大众心目中,敞篷车就是运动车。这些车在赛场上的表现多少会成为人们购车时的影响因素。目前,大多数敞篷车采用前置发动机、后轮驱动的形式。为了获得更好的牵引性和几近平衡的整车质量分配,名爵TF、保时捷Boxter、世爵 Spyker C12 LaTurbie采用的是中置发动机的形式。奔驰Smart Fortwo则将发动机后置。
敞篷车的发动机比普通轿车发动机的功率强大,加速性能更好。普通敞篷车多采用直列四缸、直列六缸或V型6缸的形式,辅以传统的五速手动变速箱或六速自动变速箱。而超级跑车大多选择V8或W12的发动机形式,如法拉利California的V8发动机,百公里加速时间少于4秒。宾利Continental GTC、世爵Spyker C12 LaTurbie则采用W12发动机。
为了在高转速下达到更高车速和更好的提速性能,7速双离合变速器正逐渐被高端敞篷跑车所使用。由于齿轮在换挡时已处于啮合状态,牵引力在换挡过程中不会中断。为了更接近于赛车的驾驶感受,拨片换挡也被广泛应用。另外,手挡敞篷车同样拥有着不少的拥趸,因为降挡过弯的驾驶乐趣和通过搬动换挡拨片的感觉完全不同,驾驶员的自主权更加明确。
都有好身板
敞篷车天生就被赋予了与众不同的气质,不仅外形要拉风,还要有出色的提速性能,甚至良好的操纵性。但对于敞篷车而言,高性能的行驶表现要依托于出色的车身结构。
传统汽车的车顶对于底盘的稳定性来说至关重要,车顶可防止汽车扭曲变形。如果切掉车顶,会发现车身将发生很大扭曲,尤其是在斜向驶过减速带时,汽车将会发出各种噪音,并呈现出较差的操控性。用特别稳固的结构来弥补缺乏车顶的不足,对于敞篷车来说非常重要。因此,敞篷车的底部结构必须相当紧固。
车身工程师都会做出局部加强改造,通过给车身加装加强支架,以提升整车的刚性。为了补偿由于缺少固定车顶而带来的结构性弱点,发动机舱内往往安装稳定杆,以增加强度和稳定性。侧梁总成、A柱、B柱,车门和后横梁等部分都需要增加大量经过特殊设计的加强件,通过强化后的车身不仅增加了抗扭转刚度,并且还提升了碰撞安全性。
敞篷车的车身重量会比同平台的硬顶车重一些。以207CC为例,三厢207整备质量为1144千克,207CC的车身重量达到了1343公斤。另外,轻量化和降低重心也是敞篷车发展的必经之路,通过发动机位置后移、散热器倾斜、油箱设计,有效降低车身重心,提高操控性。
为了保障乘员安全,防翻滚保护系统是敞篷车不可缺少的。这套系统由位于后排座椅后面的防滚架、传感器和电子控制单元所组成。镀铬防滚环不仅仅是增强运动视觉感的装饰,它可以在翻滚事故中对乘员提供保护。敞篷车的侧气囊被安装在侧门上,发生碰撞的时候向上弹开保护乘员。文/吴鹏亮
硬顶受宠
随着敞篷车的不断发展,如今硬顶敞篷车更加受宠。
软顶和硬顶的优缺点是显而易见的。从风格上而言,拥有悠久传统的软顶敞篷给人更为经典的感觉,而硬顶敞篷则现代感更强。就结构本身而言,软顶折叠时质量轻,且置于车厢后部的占用空间也小。但强度低、密封性和安全性的问题也是其不能克服的,且噪音明显大于后者。如没有折叠敞篷,硬顶敞篷在外形上则和一般的汽车没有两样,为减轻顶棚重量,目前硬顶敞篷车顶材料大多选择轻质的铝制壳体,甚至树脂材料。
硬敞篷基于软顶敞篷的弱点进行改进,正逐步被汽车厂家所采用。如何能方便的将硬顶敞篷车顶棚收起来就成了这类车设计的主要问题:对机构运动范围的干涉进行分析,将构件主要尺寸优化设计、进行自由度的计算,用一个按钮完成所有的操作;硬顶能够实现平稳、快速的打开和闭合,工作可靠,寿命长;运动精确,不会发生干涉,噪音小;可以使用车载电源(12V直流)完成所有的操作;外形美观,不破坏轿车的风格,低成本。文/吴鹏亮
敞篷百变
●卷帘式软顶敞篷
Mini敞篷车采用的就是经典的卷帘式软顶敞篷设计。敞篷机构由外层遮风挡雨的织物面料和内部的钢/铝合金支架所组成。在敞篷过程中,顶部首先卷帘式向后退,接着是金属结构两段式折叠完成敞篷动作。
●“一段式”硬顶敞篷
后窗和车顶根本没有拆分。目前世界上仅见的这种形式的跑车就是法拉利575M Superamerica。即使在敞篷的情况下,顶篷也是显露在行李厢上面,一目了然。
●“二段式”硬顶敞篷
“V”型 在折起硬顶的时候,后窗和车顶折合成“V”字型,收入行李厢。目前世界上大部分硬顶敞篷车都采用这种形式,包括标致206CC、标致307CC、雷诺梅甘娜硬顶敞篷、Mazda MX-5,凯迪拉克 XLR。
“F”型 所谓“F”字型就是在折起硬顶的时候,后窗、C柱和车顶形成“F”型,收入行李厢。这样可以将车顶的弧度和后窗的弧度“吻合”,避免了“V”字型车顶和后窗弧度相合形成的无效空间。
“二”型 车顶和后窗的锚合点完全分离),车顶和后窗成几乎平行的“二”字型收进行李厢。这种车型有日产MICRA C+C和Lincoln Mark X Concept、Chevrolet SSR。
●“三段式”硬顶敞篷
“三”字型 “三”字型的车,车顶侧梁被切割成了两部分;层叠为三层放入行李箱。目前使用这种方式的有:VOLVO C70,BMW 3系敞篷轿跑车。
“S”型 车顶被切分为两段,只是在收起时结合了“二段式”的“V”字型和“二”字型,前半段以“二”字型,后半段以“V”字型,最终其实还是以“V”字型收入行李厢。
文并图/吴鹏亮
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