什麼改變讓美式車不再「美式"了?
大家印象中的美系車好像擁有空間大、排量大、安全、厚重、費油等鮮明特點。現在有沒有一些方面會讓你突然發現,現在的美系車和印象中不一樣了?
謝邀,曾經一度因為美國地廣人稀,資源豐富,汽油比瓶裝水便宜,所以美系車車身大,排量大,60年代的B級中型車車長超過五米,軸距接近三米,這個尺寸放在歐洲比D級豪華轎車還要大!發動機起步就是6缸,5.0 V8都不是頂配,超過7升的也比比皆是,在歐洲車300馬力就算超跑的年代,美系車這個馬力數字可能只是一個普通轎車/轎跑車系的頂配。當年的凱迪拉克,林肯的頂級車型也都是高於A8 7系 S級,可以和勞斯萊斯競爭的超豪華車型。
90年代石油危機加上經濟危機讓美系車收到了嚴重的打擊,不但國內受了便宜,省油,故障率低的日系車的衝擊,想要在國外的市場佔有更多份額也要做出很多的改變。
首先就是提升發動機技術,更小的排量爆發出更多的馬力,90年代林肯城市4.6升V8發動機馬力比賓士寶馬的2.8升L6還小。而現在不但自然吸氣升功率提升了,也與時俱進的用了渦輪增壓技術,進一步節能減排。另外,獲得年度發動機大獎也不在少數。
還有就是縮小尺寸+輕量化。大量的應用鋁製車身是未來不會逆轉的趨勢,輕量化從汽車誕生就是工程師們絞盡腦汁想解決的問題,節能減排也是全人類努力的方向。鋁也是目前綜合考慮最適合代替鋼作為汽車車身的材料,除了寶馬在研究成本更高昂並且維修比鋁更困難的碳纖維,其他廠商也都在儘可能的把鋁更多的用在車身上。據美國市場研究機構Ducker的一份報告,2016年僅有1%的汽車為鋁合金車身,而到2025年,這一數字預計將會達到18%。
兩巨頭通用福特這兩年就開始大量的把鋁用到車身上。福特F150皮卡在鋼製底盤的基礎上用了全鋁之後車身減重接近半噸!再比如凱迪拉克CT6,尺寸和短軸版A8,S級,7系一樣,但是2.0T車型整備質量只有1655kg。和宣傳全鋁車身的捷豹還不一樣,CT6車身前部車架用的是擠壓成型的鋁材,乘員艙的框架是高強度鋼,正確的材料放在正確的位置上,這樣不管是撞擊吸能還是乘員艙不變形都能得到保證。
CT6這種混合材料戰略也是現在全球車廠的努力方向,曾經大肆宣傳全鋁車身的奧迪,第二代A8車架重量只有恐怖的215kg!但是第三代悄悄地在A柱等重要部位採用了熱成型鋼,車價重量增加到了231kg,而現在即將發布的第四代A8,鋁的應用減少到了58%,大量增加熱成型鋼材,車架重量也增加到了282公斤。
在這裡就不得不提之前的賓士E級「鋼板門」,國產E200L四驅版和德國加了兩個套件的E43 AMG四驅版一樣重,比德國的E200四驅版重了205kg!雖然國產版加長了配置也高得多,但也不至於重了這麼多。賓士中國官網至今不敢公布國產短軸版整備質量,汽車網站也沒有短軸E級整備質量的數據,車身表面覆蓋件換了是板上釘釘的事。
輕量化直接和省油,節能減排有關,這個大家都知道。還有很重要的一點是慣性小,提高操控性,賽車界有一句話是多一匹不如輕一斤(也有演繹成多十匹不如輕一斤,多一匹不如輕十斤的)。為什麼霸佔紐博格林圈速榜首的Radical SR8隻有360馬力,但在05年就可以創下了6分56秒的成績,至今沒被其他車型打破。這個成績比13年887馬力的保時捷918還快1秒,很大一部分功勞得益於重量只有680kg的車身。
之前很多人對美系性能車的印象大多也是不折不扣的直道王,彎道亡,但是美系性能車世界各大賽道同級名列前茅的賽道成績也一定程度改變了這個印象,最著名的紐伯格林北環蝰蛇ACR 7:12排名第10,上一代科爾維特ZR1 7:19排名第16,排在價格三倍的法拉利488前面,科邁羅ZL1 7:29排名34,前面是大名鼎鼎的保時捷Carrera GT,後面是賓士SLS AMG GT(性能版)。
而轎車方面,原來歐洲人對美系車的印象大多都是「沒操控可言」,「開車像開船」,車身大,懸掛軟,沒什麼側向支撐。而現在比如凱迪拉克CTS還有ATS都是劍指這兩個級別最運動的車型,寶馬5系和3系,還有一些B級家用車也走運動路線。
前一陣看雜誌翻到了德國最大的汽車媒體Autobild評測CT6,操控方面給的評價是「鄉間小路上面行駛非常輕盈,轉向靈敏,過彎精準,而到了高速路上,D級車那種四平八穩的感覺令駕駛者信心十足,車內安靜的甚至夠讓人做冥想!」官網截圖:
另外一個著名的德國媒體AMS(Auto Motor und Sport)給出的評價是「和傳統開起來像船一樣的美式豪華轎車不同,CT6有一個非常有競爭力的底盤」
德國媒體能給一款美系車這個評價是很難得的,好的操控顯然和重量分不開,CT6最輕的版本只有1655kg,在5.1米長的四門轎車裡面是什麼概念:
同樣是2.0T,大量採用鋁質材料的奧迪A8L 1890kg,根據德國官網同型號A8長軸版比短軸版重了50kg,也就是說短軸版2.0T(如果有的話)整備質量是1840kg
用了更高科技碳纖維材料的730車重是1830kg,短軸版輕45kg,也就是說短軸版730i(如果有的話)的車重是1785kg。這兩個已經非常輕量化的對手依舊比CT6重了一百多公斤,兩到三個成年人的體重。
而鋁質材料用的更多的捷豹XFL只比CT6短了8厘米左右,但是最低配2.0T 200馬力版本1705kg,240馬力版本1725kg。
我還特意查了一下CT6的懸架結構。前雙橫臂、後多連桿獨立懸架,並且大量使用鋁合金材質,減輕簧下質量的同時,也使得整體懸架系統更加平穩(更小的簧下質量會使懸掛系統擁有更好的動態響應)。
值得一提的是MRC電磁懸架是極其罕見的配置,系統能以每秒1000次的速度監測,隨時適應路面狀況,做出調整。再就是後輪轉向,這個系統近幾年在很多超豪華跑車上用,比如法拉利GTC4Lusso,保時捷新一代911,豪華轎車有保時捷Panamera,寶馬7系。
由此可見,輕量化的車身結構和更加穩定的懸掛系統,使得CT6有了更出色的操控性,這也不難理解為什麼德國媒體對其有如此高的評價。
題主提到了安全性,那越來越輕的美系車在安全性方面就大不如前了嗎?這裡想額外補充一下,其實與老百姓「車越重越安全」的觀念相反,同尺寸,反而越輕越安全。這裡引用@張星宇的一篇文章的部分內容,文章出處:
https://zhuanlan.zhihu.com/p/20669719?columnSlug=wagonzhang洛杉磯的一個研究所Dynamic Research Inc.的研究結果表明,如果汽車重量減少100磅:
1. 對於兩車相撞時以及其他事故中的車輛耐撞性沒有明顯影響;
2. 能夠降低兩車相撞時的死亡率
3. 能夠降低車輛發生相撞事故的幾率
4. 能夠降低輕型卡車翻車或與另一輕卡相撞事故中的死亡率
5. 能夠降低輕型卡車撞擊物體(比如撞牆)的事故幾率
報告同時指出能夠得出上面的結論其實是有科學道理的,因為還有一條物理定律叫做動能定理,同樣速度運動的物體,質量越大則動能越大,因此,質量較輕的車輛發生碰撞時的動能變化就小,對於乘員的傷害就會降低,而在即將發生碰撞時,質量較輕的車輛操控和制動相對更容易,也能有效避免事故的發生。
Van Auken和Zellner關於汽車尺寸,特別是軸距對於汽車安全性影響的觀點也得到了2006年另一位學者研究的支持。他的研究表明,較長的軸距和優秀的防碰撞設計是提升安全性的關鍵,如果所有的車輛的重量/軸距比降低到同級的最低水平,則事故死亡率將降低28%,油耗降低16%。
其次,車身安全與重量有關以外,跟車身的剛性也密切相關。CT6使用鋼材料和鋁合金實現輕量化的同時,碰撞性能上也延續傳統鋼材材料的優勢。正如此前@sunflowerzzz 提到,CT6白車身僅305.6Kg,車身剛度達到36.6kN-m/deg,實現比同級競爭對手更高的車身扭矩剛度。
安全不僅是碰撞時對車內乘員的保護,更重要的是怎樣減少事故的發生,從根本上避免,也就是主動安全。重量輕了,慣性小了,再加上底盤調校,操控當然就提升了。慣性小還有一個直接影響就是縮短剎車距離,操控性和剎車這兩項提高了,當然主動安全也直接提高了。就好比遇到緊急情況,操控好的車打方向就躲過去了,操控不好的有可能就躲不過去,甚至側滑失控,翻車,造成更嚴重的後果。當然,ABS,ESP這些電子輔助系統與此同時也起著很重要的作用。
之前有個答案寫過,CT6在開發的時候尺寸還是品質都是D級車的標準,在歐美定位其實是介於ABB的C級和D級車之間,在國內直接和A6 5系 E級在一個價格區間競爭也看得出通用的誠意。具體參見:https://www.zhihu.com/question/49110164/answer/114480143
90年代石油危機,美系車在本土家用車被日本,豪華車被德國對手打擊,之前銷量一直遙遙領先的龍頭老大通用後來也陸續被豐田,大眾,趕下了王座。而現在美系車,尤其豪華車不是像原來那樣「活在自己的世界了」 (想想90年代凱迪拉克,林肯和當時的A8 7系 S級),全球化是必然的趨勢。輕量化,注重操控,駕駛感,有自己風格但又沒那麼誇張的設計,不僅讓車迷們有目共睹,市場上也得到了相對不錯的結果。2016 CT6在美國豪華車市場上銷量第三,超過神車雷克薩斯LS,也超過奧迪A8。
當今的很多美系車依舊保持著傳統美系車的設計特點:硬朗的肌肉線條,但是內涵卻改變了不少。正如Peter Henshaw在Muscle Cars(肌肉車)一書曾經對肌肉車做出了如下的定義:
A "muscle car" is "exactly what the name implies. It is a product of the American car industry adhering to the hot rodder"s philosophy of taking a small car and putting a large-displacement engine in it. Henshaw further asserts that the muscle car was designed for straight-line speed, and did not have the "sophisticated chassis", "engineering integrity", or "lithe appearance" of European high-performance cars.
簡單總結來說,在Henshaw或者說很多人的傳統觀念中,美系肌肉車就是簡單粗暴地將大排量發動機塞進小車中,由此製造出一個直線加速王,但是卻沒有複雜的底盤設計和技術集成,也沒有歐洲性能車的靈巧外觀。新的The Grand Tour節目中,美國佬試歐洲跑車的時候最喜歡用的一個梗就是為什麼要用帶「T(渦輪增壓)」的發動機,直接塞進去一個N升自然吸氣不就好了?
但在近年來,迫於排放和油耗的要求,美系車也開始使用帶T的發動機和混合動力。這些變化 @姚昌晟 的回答也有詳細提到。除此之外,美系車在操控性上也有了明顯的變化,不再僅僅是「直線加速王」,有更多的車型開始追求對過彎的細膩把控,以及不同路面駕駛舒適性和運動性的平衡。
美系車在操控上的技術應用變化最先體現在跑車和豪華車繫上。其中非常典型的例子是凱迪拉克的CT6作為D級美系豪華車型的代表開始應用了一系列在歐洲運動為代表的奧迪和寶馬車型上也在使用的底盤,懸架,轉向和驅動技術。現今C級D級車型的用戶年輕化趨勢越來越明顯,無論是德系,日系,美系還是英系,大家都在操控和運動性上持續改進來爭奪這個更加年輕化的高端市場。而D級車又因為體型的緣故,如果需要追求和C級車類似的操控體驗則需要使用更多更新的底盤和驅動技術。這也是為什麼CT6可以被作為一個典型的美系D級車標杆來解釋美系大型車在操控上的變化。
下面以凱迪拉克新的底盤,懸架和轉向以及驅動技術為例,完全從技術角度來解釋美系豪華車在操控上做了哪些非常有代表性的變化。這些變化你也可以在很多歐系性能車(寶馬,奧迪,賓士)上見到,相關的解決方案也被廣泛認可和驗證。當這些技術同時發力,對於家用車來說可以帶來操控體驗的最大程度改進。當你想要追求極致操控體驗的時候也可以從下面這些配置入手選擇車型。
我以前寫過一片針對寶馬操控的回答,大家可以作為參考來理解操控的一些基本概念:寶馬所謂的操控和紮實的底盤是什麼意思?
凱迪拉克在CT6操控上做的第一件事兒就是提高懸掛的動態穩定性,懸架最影響操控質感,用輕量化的鋁製部件在懸架的固定結構上,由此減少了簧下質量,在使車輛更加輕量化的同時也使得整體懸架系統更加平穩。寶馬在這裡也有類似的技術應用。
下圖是CT6的懸架和部分車身結構,懸架支撐部分使用了鋁製部件。
(圖片來自:http://www.oldcarsweekly.com/news/big-guns-in-the-big-apple)
因為底盤鋁製部件的使用,可以看到在發動機變速箱驅動方式和其他配置類似的情況下,尺寸介於5系和7系之間的CT6實際上質量基本和五系相同。
(對比數據來自:http://car.autohome.com.cn/duibi/chexing/carids=30110,28411,26568,0)
為什麼使用鋁製結構的懸架支撐部分會使整車在不同路面的穩定性更好?這個還要從簧上質量和簧下質量的概念說起。
具體的「簧上質量(Sprung weight)」和「簧下質量(Unsprung weight)」的定義如下面這個簡圖
(Author:David R. Ingham, License: Attribution-Share Alike 3.0 Unported)
依靠懸架結構支撐和緩衝的質量被稱為「簧上質量」,例如前後軸的支撐結構。而直接和車輪連接的結構被稱為「簧下質量」,例如橫臂和懸架彈簧支撐結構。
簧上使用鋼製結構對比鋁製結構,可以保證較低的重心==穩定性。簧下質量因為不通過懸架直接傳遞路面顛簸,使用鋁製結構越輕的簧下質量意味著越小的簧下慣量。在同樣的路面顛簸情況下,傳遞到車身的縱向加速度也會越小==舒適性越高。
相對全部鋼製結構也就意味著在日常駕駛中:
1. 過彎的時候穩定性更好,因為重心更低的車身。
2. 過顛簸路面的時候比傳統全鋼製結構的底盤能感受到的顛簸更小,因為更小的簧下慣量。
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第二點是美系車依然傾向使用目前市面比較強勁的發動機,所以多數美系車只有後驅和四驅才能完全發揮出全部性能。凱迪拉克CT6在這方面使用了全時四驅。相對於前驅和後驅,平均分配動力的四驅可以提供兩倍的抓地力。同樣做對比,歐洲家用性能車的代表奧迪有Quattro技術,寶馬有xDrive,賓士有4MATIC。
只有有了強大的抓地力,才談得上對動力的掌控。
為什麼?輪胎和地面的接觸面積有限,所提供的極限抓地力也有限。如下圖所示,a方向的縱向抓地力用來加速和剎車,b方向的橫向抓地力用來提供轉向力。
在直線加速的時候,如果a方向的極限抓地力小於發動機提供的驅動力則會出現打滑。因為四驅可以使用前後輪來平均分配動力,則直線加速時的極限驅動力是前驅或者後驅車型的兩倍。在濕滑路面起步的時候,同樣的扭矩輸出,四驅在不打滑的情況下加速更快。如下圖所示,從左到右依次為後驅,四驅和前驅車型。綠色輪胎表示驅動輪且沒有打滑,而紅色表示的是正在打滑的驅動輪。(圖片截取自:https://www.youtube.com/watch?v=1DPmcbJJaWI)
過彎的時候你一樣可以體會到四驅在抓地力上的區別。類似的我們可以使用下面這幅輪胎示意圖。在轉向的時候驅動輪不僅需要a方向的抓地力來提供驅動力,也同時需要b方向的抓地力來抵消向心力。
如果你加速入彎,在a,b極限抓地力之和一定的情況下,a方向的驅動力過大的話,b方向將沒有足夠的抓地力來克服向心力,於是整車會出現漂移。
前驅車前輪更容易出現漂移,即轉向不足。如下圖(左)所示,轉向不足指前輪極限抓地力不足以提供所需的轉向力,則車輛向外跑偏。
同理後驅車後輪更容易出現轉向過度。如下圖(右)所示,轉向過度是指後輪極限抓地力不足以提供所需的轉向力,則車輛向內跑偏或者打轉。
而四驅則既不容易出現轉向不足也不容易出現轉向過度。
(圖片來自wiki,作者:Den Hieperboree, License: CC-BY-SA-2.5,2.0,1.0)
總結來說,全時四驅相對前驅和後驅車也就意味著在日常駕駛中:
1. 更強勁的起步動力,全油門或者濕滑路面起步也不容易出現打滑和ESP觸發的情況。
2. 過彎的時候更快的入彎速度和急彎也不容易導致轉向不足或者轉向過度。
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第三點則是凱迪拉克為了提高操控便利性方面採用的措施,為了讓CT6這種尺寸的車開起來像一部小車,所以他們搭配了四輪轉向系統,即轉向的時候不僅前輪會作為主轉向輪改變方向,後輪同樣也會變向。對於像CT6這樣的D級車來說,四輪轉向可以幫助實現和更小的C級車類似的轉向穩定性和靈活度。
比如在高度的時候變道,如下圖所示,後輪會和前輪轉向同樣的方向(儘管轉向角度可能不一樣)。這個時候變道會變的更快速且穩定。整車變道更像是水平橫移而不是傳統前轉向車型的先轉向前輪再修正後輪方向。(車輛圖例截取自:https://www.youtube.com/watch?v=0jXnHeH9GNgamp;amp;amp;t=119s)
而在低速轉向的時候,如下圖所示,後輪會和前輪轉向相反的方向,這個時候相對後輪固定方向的車型整車的轉向半徑更小。最明顯的優勢是:
1. 低速過彎的時候更加敏捷 ---&> 更容易「切彎」
2. 停車入庫的時候哪怕使用正向入庫需要的轉向空間也大大縮小,更接近倒車入庫
(圖片截取自:https://www.youtube.com/watch?v=p-2f8rrnX5s)
正如上面提到的,使用四輪轉向在日常駕駛中最明顯的感覺就是無論是高速變道還是低速過彎和正向停車,D級車的靈活度也會和更小的C級類似,這也是為什麼CT6駕駛便利性比較強的原因。
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第四點最後講到操控,不得不講到的就是懸架系統。普通的懸架系統設計有兩個難點,下面會具體解釋。而包括凱迪拉克和奧迪在內的廠商通過在高端車型上搭配電磁可變懸架系統就很好地解決了這個問題。
一個問題是在不同路面顛簸情況下的舒適性和穩定性的權衡。影響的最主要因素之一就是懸架的剛性。懸架系統過濾路面的起伏顛簸只是其作用之一,而另一個同樣重要的作用則是提供向下的壓力保證輪胎和地面的接觸。在發生顛簸時,舒適性和穩定性往往是兩個對立需要平衡的變數。所有運動車型懸架偏硬的原因(寶馬M Performance的懸架,號稱比標準懸架硬了48%)就是保證任何情況下懸架向下的壓力以及隨之而來的輪胎抓地力,最終反映為駕駛員對車輛的控制。相對立的就是舒適的家庭用車柔和的懸掛。
在一般的平整路面上你會希望使用偏硬的懸架由此帶來更好的路感,但是在譬如過減速坡的時候你又需要相對來說更軟的懸架過濾路面起伏。對應不同路況,你需要的是一個可以在極短的時間內(毫秒級)根據路況對懸架硬度進行變化調節的主動懸架系統。
另外一個問題是在過彎的時候,車身會有向內滾動的趨勢。如下圖所示因為車輛重心一般都是高於側滾的滾動中心的,於是形成一個向彎內滾動的力矩。這也是為什麼一般運動車型會盡量降低車輛離地間隙以降低車輛重心。
(原始圖片截取自:http://www.speeddirect.com/index.php/tech-info/suspension-handling-information/844-2)
而如上圖所示,因為車輛過彎的時候會有側滾的趨勢,內側車輪向下的受力大於外側,這個並不是我們所希望的。因為不僅會使車輛有滾動的風險,也會減小外側車輪的極限抓地力而導致打滑。這也是為傳統車輛一般都會搭配前後懸架防傾桿(Anti Roll Bar)對內外側車輪進行平衡。從懸架來說,你希望過彎的時候懸架的剛性更強,以避免防傾桿對內外側車輪過多地進行平衡。這樣可以保證被平衡的過彎內側輪胎和地面更好的貼合和更高的極限轉向力。
總結上面說到的兩個問題,如果想要達到最佳的操控體驗,你需要一個主動電子控制的可變懸架系統,即:可以平衡運動性和舒適性,可以針對路面狀況和駕駛姿態(比如過彎)對懸架剛性進行實時調整。
凱迪拉克和奧迪都有針對上面兩個問題的主動懸架解決方案用在高端車型上,就是我前文提到的電磁可變懸架系統。它們主要原理和結構都是類似的,下面是一個電磁可變減震器的解刨圖:
(以下三圖片截取自視頻:https://www.youtube.com/watch?v=SO-DlQp6qus)
這個減震器有兩點區別於一般的液壓減震器:
1. 減震器的油液裡面充滿著細小的金屬顆粒
2. 減震器的活塞結構中包含著可以通電的金屬線圈,即通電之後可以形成電磁場
如果你把上面的這個減震器的中央活塞結構劈開並且放大的話就是下面這個樣子。
請注意下面都是截面圖,需要有少許立體想像力。那麼灰色的部分就是活塞,中間有貫穿結構,油液可以在活塞上下運動的時候通過,並對活塞運動產生阻尼效應。紅色的部分為可以通電的線圈,而金色油液中的細小顆粒就是金屬顆粒,也是這個主動液壓系統的關鍵所在。
左邊顯示的是線圈沒有通電的情況,金屬顆粒不規則均勻分布,油液可以自由通過,油液粘滯度不變。這個時候整體懸架系統相對偏軟,屬於舒適的懸架設置。
右邊顯示的是線圈通電後的情況,線圈通電後在貫穿部分形成規則的電磁場,於是空洞中的金屬顆粒會沿著磁場均勻分布,這個時候油液的粘滯度明顯變高,整體活塞在油液中移動的阻尼變大。於是這個時候整體懸架系統會變得偏硬,屬於運動的懸架設置。
注意具體這個空腔中油液粘滯度的變化也會和磁場強度所對應的線圈通電電流的大小有關,也就是說你不僅只有開和關兩個懸架調教選擇,而是可以將懸架設置為不同的一系列剛性。
如果你繼續把上圖活塞通了最大電流後的貫穿部分放大就可以看到下圖這個樣子,紅色顆粒為金屬顆粒,在電磁場的作用下沿著磁場均勻排布,於是油液變得非常難以通過。
凱迪拉克的一個展示中心有對這個電磁懸架系統原理有更為藝術化的詮釋。就像下面這個照片所顯示的,當整個演示系統的線圈通電後,本來停留在底部的金屬顆粒形成了一條上下連接的黑色通道。
(圖片截取自視頻:https://www.youtube.com/watch?v=DujSVw6-3-g)
由於電磁系統不同於液壓系統,相應時間非常快,並沒有明顯延遲,於是可以在毫秒級的時間內改變懸架的設置。
與此同時因為每個車輪的懸架減震結構都有獨立的電磁系統,於是我們可以根據地形改變任意單獨或者前後車輪的懸架設置。譬如你在過減速帶的時候,可以分別獨立改變前輪和後輪的懸架設置。
(電磁可變懸架技術讓CT6的底盤操控特性可以根據路面和車身體態做出毫秒級的調整,圖片截取自:https://www.youtube.com/watch?v=p-2f8rrnX5s)
相對被動避震懸架電磁可變懸架系統在日常駕駛中的優勢在於:
1. 懸架會根據實時路況和車身姿態(顛簸與否,是否在過彎),在毫秒級的延時內調整懸架設置做到該運動的時候運動,該舒適的時候舒適。
2. 上面這個調整是可以獨立針對每個單獨的輪胎懸掛來進行設置,最大程度的優化複雜路面前後輪或者內外輪懸掛設置,比如在過減速坡的時候可以分別對前後輪的懸架做不同調整。
歸功於新技術和新材料的進步,全球化的市場布局,對新的年輕運動高端市場份額的激烈爭奪等等原因,正如上文提到的幾點:底盤結構選擇性使用輕量材料,全時四驅,四輪轉向,以及電磁可變懸架系統,以凱迪拉克為代表的美系高端品牌,正在改變美系車簡單粗暴的印象,在保持肌肉感的同時,從操控和底盤技術上向更加註重操控和細膩駕駛體驗的歐系運動車系方向發展。
我一直以來對於X系車這樣的講法很反感,在我的理解中,造車首先是一宗生意。汽車會有南橘北枳的說法么?會。在銷售汽車的目標市場中,由於目標客戶的需求或是用車環境的法規導致研發資源傾斜,帶來汽車產品獨特的性能特點;在國際化的研發布局中,隨著對當地環境與法規的長期適應,遠離品牌總部本土的研發中心會帶來很多比當地本土品牌更加符合本土氣質的產品。
兩個條件中,前者最好的例子莫過於現在的豪華品牌市場,後者最好的例子則是像福特歐洲、SGM泛亞、豐田北美這樣遠離品牌本土建立的研發中心。
駕駛樂趣爆棚的四驅小鋼炮福克斯RS是否與所謂「美系車」的概念有一毛錢的關係?
以質量問題投訴量「榮登」皮卡市場另類榜單第一的豐田Tacoma中型皮卡可與鍵盤們心心念念的「日系品質」有一脈相承的聯繫?(搜「toyota tacoma frame」有真相)
在現在的豪華品牌市場中,由於寶馬、賓士等傳統強勢品牌對市場的長期壟斷地位,消費者在考慮購買選擇時,經常會將產品與這些傳統品牌所比較,需求被市場強勢產品帶偏成了經常發生的事情,這些消費者對於豪華配置、駕駛性能以及一些區分豪華、非豪華品牌特有功能的需求越來越重視,這就對於非傳統強勢豪華品牌提出了很多與寶馬、賓士這些德國品牌相近的同質化要求,而這些品牌為了撼動傳統強勢品牌的地位也會選擇比他們更加極致與高要求的研發目標、青出於藍而勝於藍的技術路線。舉個例子,1970年代的E12寶馬5系開始加入經由M部門操刀的運動版本,行政級中大型房車這個級別就此開始注重運動性能;1980年代後期190 E AMG加入戰局;而在前兩代CTS上就一直嘗試挑戰德國對手的凱迪拉克這一次帶來了與六代科邁羅共用Global Alpha平台的ATS,搭載雙渦輪V6發動機的ATS-V在美媒Car and Driver的對比試駕中彎道性能已在C63與M3之上,通用此後帶來的中大型車CT6則基於與Global Alpha一脈相承的全新Omega平台,MRC磁流可變阻尼懸掛與後輪轉向等技術已經讓這台美國品牌中大型車駕駛感受頗為上乘,而一旦甚囂塵上、流傳已廣的雙渦輪增壓4.2L V8發動機加入戰局,CT6 V8就真是畫面太美不敢看了,恐怕M5、E63將無法成為這個級別市場的唯二選擇。
1970年代的E12寶馬5系開始加入經由M部門操刀的運動版本,行政級中大型房車這個級別就此開始注重運動性能
在豪華品牌的研發過程中,輕量化任務越來越被大部分廠商所重視,這不單單是對於降低車重以減少油耗水平的簡單需求。由於豪華品牌消費者往往對於動力有更高的要求、對於配置與搭載的新興技術也有超過需求的偏愛、而駕駛性能則由於寶馬等傳統強勢廠商作為級別標杆的存在,讓消費者有了比普通非豪華品牌更高的要求;我們常說汽車產品的研發是一門妥協的藝術,有了多方面需求的研發目標,如果在外部表現上要統統實現,那麼內里往往會需要妥協與折衷的方案,高動力輸出與多配置搭載的需求使得發動機動力性能發展一定情況下,降低車重成為實現目標的必需途徑,而輕量化技術對於駕駛性能的提升又有著不可分割的緊密聯繫。
捷豹路虎的全鋁車身結構是這兩家老牌英國公司長期以來的核心賣點之一
豪華品牌在輕量化技術上的八仙過海各顯神通使得這些企業成為了輕量化技術的急先鋒,曆數近年來在輕量化技術上的案例,除了福特F-150與Super Duty系列的鋁合金車身,幾乎大部分都集中於豪華品牌中,奧迪的Space Frame全鋁車身、捷豹的D6a/D7a/D7u全鋁車身結構、寶馬的碳纖維車體與CarbonCore技術,這其中就出現了被視為所謂傳統「美系車」猛男代表的凱迪拉克,通用在這一代的凱迪拉克旗艦CT6上推出了鋼鋁混合結構的應用,在宣傳上聽起來更像是介於鋼材料與全鋁合金車身之間的過渡技術,但實際這項技術在日益嚴苛的碰撞要求法規與實現減重目標的生產製造升級成本上有著明顯的優勢與領先地位。
凱迪拉克在CT6上首先開始應用的鋼-鋁混合車身結構在技術實現角度上更為複雜,同時也帶來更多的好處
鋁合金材料的應用對於傳統鋼材料車身的減重性能不言而喻,從凱迪拉克自己的數據上來看,在CT6的白車身中佔比高達57%的鋁合金材料幫助CT6減重約120kg;而鋼材料在車身部件上的選擇有著更加獨特的優勢,那就是相同結構選擇下的剛性與碰撞性能,按照通用自己的分析,CT6的B柱在沒有使用鋁合金材料而依然使用鋼材料的情況下,由於剛性結構設計的延續,B柱設計相比鋁合金材料所需的結構更緊湊、對於視野的影響更小的情況下,實現了更好的車身剛性。鋼材料與鋁合金在CT6車身上的組合使用讓車身輕量化目標實現的同時,碰撞性能上可以延續傳統鋼材的結構設計選擇與剛性優勢,這裡參考一下Brandon Lu此前在專欄中引用的數據,CT6的車身扭轉剛度在白車身重量僅為305.6kg的前提下達到36.6kN-m/deg,這是什麼概念呢?奧迪A6的白車身重量為379.3kg,而扭轉剛度僅為26.2kN-m/deg。以鋁合金材料減重,以鋼材料保持剛度,CT6在車身材料選擇的優化上,遠遠超過了自己的德國競爭對手。
CT6白車身中達到57%佔比的鋁合金材料是這台美國豪華品牌旗艦減重的關鍵,而同時利用剛性更高的鋼材優化結構設計,實現了比競爭對手高得多的車身扭轉剛度
如果你選擇不相信通用自己的分析,那麼鋼鋁混合結構在新一代奧迪A8上的應用為通用技術實力代言,當然奧迪與通用的技術之間會有區別,之後我們再來交代。新一代奧迪A8原本應該是奧迪在Audi Space Frame(ASF)全鋁車身結構升級的載體,但在這一代A8公布自己技術的時候,讓一些人大跌眼鏡,鋼材料回到了這一代奧迪A8的車體結構中。從全鋁車身到鋼、鋁、碳纖維材料(CFRP)混合車體,奧迪的解釋是為了在達成減重目的的同時,實現更高的車身扭轉剛度以實現對於駕駛操控、乘坐舒適性的提升。
現款A8僅僅在B柱位置應用了高強鋼
新款A8依然沿用了「ASF」(Audi Space Frame)的名頭,但鋼材使用比例大幅上升
那麼CT6的這套鋼鋁混合結構與奧迪的鋼鋁混合結構有何不同呢?最大的不同並不是奧迪加入了CFRP碳纖維部件,而是兩者的鋼鋁連接技術本質不同。
奧迪這套新一代ASF的車身結構連接技術中,各式各樣的鉚釘、粘結劑被用來實現不同材料之間的連接固定
通用給CT6的鋼-鋁材料連接帶來了新的解決方案
通用在這方面的技術甚至要領先於供應商,汽車行業的很多技術實際來源於上游供應商,全鋁車身的出現與供應商在鋁合金材料的剛性設計、大規模鉚接技術的升級不可分割,但對於鋼鋁這兩種不同材料的連接,大部分的供應商依然止步於傳統的鉚接與粘結技術,這些技術繞開了鋼鋁兩種材料在不同熔點情況下無法應用焊接技術的難點,同樣也帶來了對於連接部件剛性上的妥協,在生產線上與傳統鋼材料車身不同的連接技術又帶來了設備升級的巨額投資。此前在與公司的鋁合金材料供應商溝通時,通用在鋼鋁混合結構上的點焊技術讓他們也大呼看不懂,從生產設備到整個工藝流程,通用自己的研發機構申請了19項專利。專利中改進的焊接電極可用來降低鋼鋁焊點之間的物理性能差異,包括兩種材料見高達900度的熔點差異、鋁合金材料表面容易形成的氧化物所帶來的鋼-鋁材料間焊點性能下降等等問題。
鋼-鋁材料間以焊接形式固定連接,這是整個汽車行業的首創
如果作為上游技術來源的供應商都沒有解決這一難題,那麼通用在這套技術上的領先優勢就不是一代、半代那麼簡單了,競爭對手想要獲取這項技術,就只剩下兩條路,要麼購買通用的授權、要麼自己研發。除了生產設備投資上的優勢,這項鋼鋁混合焊接技術同樣保持了車身減重上的技術優勢,與競爭對手的技術相比,大約可以減重4.5kg。除了鋼-鋁材料混合焊接之外,通用在鋁激光焊接的技術上也進行了改進,新引入的雙電子束激光焊接對於焊接飛濺的技術解決使得整體焊縫無需打磨即可成型使用;激光焊接時用來控制反射的隙孔板也被改進以提高耐用度,原本30台車就需要更換的材料壽命被提升至3000台次以上。
不光鋼-鋁材料混合焊接,鋁激光纖焊、雙電子束激光焊接等等技術的改進與應用讓這台美國豪華品牌旗艦在車身材料的輕量化上成為了行業領先技術的載體
被視為「美系車」代表的凱迪拉克在輕量化材料技術上與德國對手不相上下、鋼鋁混合結構的解決方案則更是先於對手的旗艦車型更早推出、在鋼-鋁混合材料焊接等關鍵技術上更是領先一代,是不是完全顛覆了你對於所謂「美系車」傳統形象的固有認知?那麼我再引申一點,輕量化技術並不是紙上談兵給你看看的賣點而已,在接下來不可逆轉的電動化趨勢中,堆電池懟續航的技術路線對於車重帶來的負面影響必然需要在其他方面找回,那麼輕量化技術到電動化時代的重要程度將進一步上升;同時電動車項目幾乎一片哀嚎的財務表現勢必無法再承擔新加入的輕量化減重任務,一個能carryover進入電動化時代的輕量化減重技術將必然成為項目自己的大救星、競爭對手眼中的大殺器。
不問是不是,先問為什麼都是耍流氓的行為。
如果讓我舉出心中經典的美式汽車。我會列出下面十輛車:
1,Ford Model T - 1908
這輛車的意義怎麼說都不過分,做為真正讓汽車走入千家萬戶的產品,Model T改變了汽車工業,也改變了世界。
2,Cadillac Type 53 - 1916
Cadillac確定了現代汽車的人機工程界面,在它之前,汽車的操縱及其複雜,有各種不同的操縱桿、手柄和踏板。凱迪拉克第一次布置了換擋桿、手剎和腳下的三個踏板,在這之後,差不多所有的汽車都按照這種方法來進行設計。
3,Willys MB - 1941
結實耐操又輕巧的吉普車是一個時代的標誌,在第二次世界大戰中,跟隨美國大兵到了世界各地,也成為了美國文化的象徵之一。我小時候的夢想就是有輛敞篷吉普,比如,北京2020。
4,Cadillac Eldorado - 1959
題主你要的美國車來了,空間大、排量大、厚重、費油的這些特點Eldorado都有,這是美國文化黃金時代的產物,那時的人們相信太空時代馬上就來了,汽油那麼便宜,核動力汽車說不定也不遠,得給我的汽車插上翅膀,說不定我孫子要在月球上開這輛車呢。我們熟知的那些美國文化符號,貓王、夢露都鍾愛這輛車。
Eldorado充分的體現了美式奢華,它是第一款標配助力轉向,冷暖空調,電噴燃油系統的汽車,還具有空氣懸架、記憶電動座椅、巡航控制、電動門鎖、後備箱自動開啟等一系列配置,是汽車行業先進技術的代名詞。
5,Ford Mustang - 1964
福特野馬是最早的Pony Car,對美國肌肉車的文化有著巨大的影響,又酷又便宜。福特的這種讓便宜的車也能跑的很快的套路影響深遠,再配合上漂亮的造型。成功的開創了年輕人的潮流文化。可惜,比亞迪只學會前面一半,讓便宜的車跑的快,沒學會把造型做的好看點。
6,Chevy Corvette C3 - 1969
Corvette特別能體現美國人對於超級跑車的追求:狂野大氣,不拘小節,狂躁的V8發動機,代表著美國精神。我最喜愛的第三代Corvette有著可樂瓶子一樣的腰線,感覺踩下油門就會有一種打開瓶蓋可樂噴涌而出的爽快感。
7,Ford F150 - 1997
美國工農群眾的最愛,連續8年排名銷量榜首,長相和內在都跟美國人的氣質極端契合。我去美國出差後才深刻的認識到,在美國這種人工超貴而資源便宜的大農村,皮卡這玩意實為居家必備,要不然買個冰箱的錢還沒請人搬回家多。
8,加長Lincoln
婚禮神器啊,什麼賓士寶馬都沒加長林肯逼格高。好萊塢電影裡面暴發戶的最愛,從車裡分分鐘走出十幾個美女。誰再說中國人喜歡加長軸距就請看看這輛車。
9,Cadillac Escalade - 1997
最佳好萊塢電影配角,充分體現了什麼叫「大氣」。無論是總統保鏢還是FBI特工都鍾愛這個移動的城堡,車上能裝下一個軍火庫。GM雙模混合動力加持之後,油耗也變得沒那麼誇張了。
10,Tesla Model S - 2013
不論有多少爭議,Tesla都在改變著行業,Model S已經成為了業界的標杆之一。在未來的汽車歷史中,Tesla Model S一定是一個繞不開的傳奇車型。
要從這些美國車的傳奇車型中總結個共同的特點實在是太難了,加長林肯和凱雷德說美式車空間大,Corvette表示不同意;野馬和F150說排量大、費油,Tesla表示不同意。
在我看來,要說有啥特點,那就是用創新的技術適應時代的發展。
美式汽車始終站在科技的前沿上,比如現在最主要的汽車廠商都在美國開展了無人駕駛的開發與測試。在去年,各大廠商都已經進行了大量的道路測試。現在,加州和底特律正在無人駕駛上展開了激烈的競爭。
Tesla在無人駕駛的產業化上已經邁出了第一步,Autopilot是目前Level 2駕駛輔助系統中最好的之一。凱迪拉克的CT6也將推出Super Cruise功能,這將是業內首個允許駕駛員雙手脫離方向盤的駕駛輔助系統,通過多種感測器融合、高精度地圖和駕駛員注意力監控系統實現半自動駕駛。參加測試的同事表示,一路從底特律開到加州是沒啥問題的。super Cruise的監控系統配有面部識別軟體,可以檢測司機是否睡著或精力不集中。如果是這樣的話,系統將發出警報,先是震動座椅,然後播放事先錄好的音頻信息,接著啟動紅色指示燈,告訴司機採取控制措施。一旦司機忽視了上述所有警告,車輛將逐漸停止並由OnStar系統與司機溝通。
於此同時,通用不但在有序的升級旗下所有平台的整車電子架構,使車輛的電子電氣架構的硬體具備支持自動駕駛所帶來的高速數據傳輸需求和海量數據存儲分析的能力,還在推進面向自動駕駛的功能安全要求,建立面向無人駕駛的開發體系和驗證體系。在軟體能力上,也通過收購初創公司Cruise來補全短板。根據最近FCC的文件,通用汽車的自動駕駛車隊的300輛Bolt將上路測試。到2018年,將有數千輛無人駕駛汽車行駛在加州和底特律的路上。照這個趨勢,10年以後美式車的標籤就是無人駕駛了。
提起美系車,我們能想到肌肉車以及戰鬥機尾翼,雖然這些車搭載的引擎動力強大,具備超強的加速能力,但是實際上我們忽略了一個問題,那就是這些車安全性並不怎麼樣。當然,這也是時代的局限,即便是到了90年代日本人造出的各種各樣的神車,其實也存在很大的安全性問題。
上圖是Ford Thunderbird,從這張圖上看,當時的美國車還沒有完整的車身概念,A柱也無法支撐劇烈撞擊,這也就是我們過去常說的「車越重碰撞越安全」的時代。
時間進入21世紀,美國突然就變成了世界上對安全要求最嚴苛的國度。IIHS在美國出台屢次出台各種各樣的安全碰撞測試,比如被譽為非常嚴苛的25%小角度偏置碰撞以及前段時間指責豐田應試教育的偏置碰撞副駕安全碰撞,從2013年起IIHS又開始了對車輛預碰撞系統的考核。
可以說,伴隨美國各種各樣安全性碰撞規則的出台,將此看作大本營的美系品牌自然也在安全性方面進行了很多進化。除了優化車身,使用輕量化材料之外,主動安全系統也是美國人發展的重點。中國日漸興起的標配AEB技術,也可能受其影響。
如今主動安全功能越來越豐富,在基礎功能上各大企業都幾乎一致,比如基礎的車道偏離、車道保持、ACC自動巡航等等,而在高階發展方向上,不同品牌有不同的側重點。
美系車當前的主動安全技術,目前成體系、大規模量產具備完全概念包裝的以凱迪拉克ESS II為代表。這套系統和沃爾沃的城市主動安全系統、賓士預防性安全系統、奧迪預防式整體安全系統有很多類似之處。
ESS II策略的側重點有FCA前方碰撞預警和CMS防碰撞主動剎車兩大項,通過安裝在車頭位置的短距雷達發出電磁波,對前方車輛以及障礙物進行探測,並通過車載攝像頭每秒拍攝12張圖片,對比分析路況。
FCA在車輛車速大於40km/h時開始工作,但在啟動ACC自適應巡航後,便會在全速段工作。它可以實時監測本車道內的目標車輛,當與其他車輛有碰撞的高風險時(預計碰撞時間小於2秒),系統會通過儀錶顯示橙色報警圖標,配合聲音報警或座椅震動對駕駛員告警。如果駕駛員沒有採取措施,預計碰撞時間小於0.5秒,CMS防碰撞主動剎車系統將採取1G的制動力進行緊急制動,以避免碰撞或者減輕碰撞造成的傷害。
與其他品牌採用的聲音警示有所不同的是,凱迪是通過座椅震動進行預警,而且通過坐墊兩側單獨震動,來警示駕駛員危險來自於車身哪一側。
你也許會問,這與單一的ACC自適應巡航功能有何不同?凱迪拉克CT6的ACC自適應巡航會在一定車距範圍內,跟隨前車行駛或者緩慢制動。一旦與前車車距突然縮短,超出了車距設定的最小值,ACC自適應巡航會因制動力有限,不能迅速降低車速來避免碰撞事故。這也是在車流擁擠的城市交通中,單一的自適應巡航功能難以發揮使用價值的原因所在。而在FCA前方碰撞預警功能與CMS防碰撞主動剎車系統配合下,ACC自適應巡航就可以實現更廣泛的適用性,並可以利用主動剎車技術,進行緊急制動。
不過,目前大多數類似的主動安全系統都是通過檢測前車車尾輪廓以及尾燈狀態識別的,所以在社會車輛穿插比較多的路段,也會存在一些小的情況。
除了主動安全之外,駕駛員的視野問題或許也會迎來一場變革。因為流媒體後視鏡相比傳統後視鏡,可以帶來比三倍以上的視角,也不會像傳統後視鏡一樣有各種物理視線阻礙,而且流媒體後視鏡也解決了光線不好的視野問題。
一旦流媒體大規模應用的問題解決。凱迪拉克就很有希望通過流媒體後視鏡取代目前的傳統反光鏡,這樣一來,未來的車型上可能就再也不會見到那麼大的外後視鏡,縮減甚至沒有後視鏡之後,車輛的風阻可以進一步拉低,車輛設計造型也有更多發揮空間。
不僅如此,這種流媒體後視鏡的攝像頭可能在未來車型上遍布,甚至像特斯拉一樣在B柱都上設置,這樣的目的是不僅可以完全達到360°全息投影,而且有助於下一步自動駕駛的信息收集,實現通用一直在強調的V2V技術。
隨著安全法規的不斷變化,其實我們也能發現美系車正在逐漸擺脫過去那種厚重的形象,在操控、安全等細節方面改變了不少,越來越注重用大量科技提升車輛的安全性了,這些在扭轉人們對美系車的固有印象的同時,也讓美系車越來越年輕和時尚了。
我認為設計中心的全球化和汽車貿易的全球化是讓「美系車」不再美式的主要原因之一。
題主所說的「美式車」應該就是指那些動輒V8的大排量自吸,喝油跟喝水似的那種車。其實你現在去美國看看美國本土的車,好多還是這樣的風格。粗曠實用不修邊幅。
可是當你回到中國,歐洲你會看到那些「美國牌子」的「美系車」紛紛用著帶T的發動機。你可能會說我也要V8我也要6.2L的大心臟,不過不好意思,三缸機才是我們的未來方向。1.0T,1.5T,1.6T各種小於2.0T的發動機是現在那些美系車的心臟。
福克斯的研發中心在德國,通用在上海有泛亞。主機廠為了拓展自己在全球的市場份額,紛紛選擇在別的洲開設設計研發中心。同時為了在目標市場進行發售,那麼當地法規的滿足和環保政策導向的引導都是主機廠需要考慮進去的因素。
在設計中心的全球化,汽車市場全球化的同時滿足當地特色的車型便應運而生了。有1.0T發動機的福克斯,澳洲有轎車皮卡falcon,中國有特色加長版,還有當地設計之後逆輸入的昂科威等等。
在未來,根據汽車品牌所在地區而判斷這輛車的特性的刻板印象會越來越弱,主機廠是公司,要盈利,要賣得好,就要進行本地化適應和改變。這就是我認為人們所謂的某系車越來越不某系的一個原因。看到這個題目我很有些感觸,第一時間想到的是特朗普總統上個月到訪底特律宣布撤銷(roll back)前總統制定的2025油耗標準;然後想到的竟是前些日子看到的 @Brandon Lu 的一篇好文 所有的技術,源於一個勇敢的開始 - 知乎專欄。 一時間著筆處,竟似有千言。
且容我慢慢道來。
題主說到的「美系車印象」,自然衍生於美國車的產品特徵,而昔日的經典迎合的是美國消費者的喜好。正是市場的偏好催生了每一代美式車的特徵,進而孕育了美國的汽車文化。而消費者的喜好,是與消費能力息息相關的。在消費能力之外,美國消費者的喜好,也脫離不開美國汽車技術,正是汽車技術給予了製造產品的條件,為消費者在消費能力的前提下,提供了更多的可能。
接下來。故事要從一百年前說起了。
一百零六年前的辛亥年,Model T橫空出世(脫帽致敬),在1914年單價降至360美元的Model T與數千美元的汽車競爭,讓平均年收入不足1000美元的普通美國人民實現了開上汽車的美國夢。到了1921年,全世界每生產10輛汽車,就有5輛是Model T。十六年間,1500萬輛Model T走進千家萬戶,直接推動美國成為了車輪上的國家。彼時彼刻,大底特律地區就是今天的矽谷,而傳奇的亨利福特和托馬斯愛迪生,就是今天的馬斯克和喬布斯。
(圖1 Model T,實拍於Henry Ford Museum)
再後來,在1923年,一家風雨飄搖的公司迎來了新的總裁——上世紀最偉大的企業家艾爾弗雷德·斯隆。通用汽車在斯隆先生治下的23年,完成了對如日中天的福特的大逆轉,一躍成為世界最大的汽車公司和美國經濟的標誌。斯隆先生身後總不乏奇聞野史,譬如傳聞正是因為他不擅駕駛,故1939年在沒有電子控制的條件下,通用推出了完全由機械液壓控制的全自動變速器 Hydra-Matic;又如「通用汽車電車陰謀」,傳說斯隆在通用最艱難的20年代,通過控股全國的電車公司將公共軌道交通全盤換成通用巴士,驅使美國人民早早和有軌電車的軌道運輸說了拜拜,更導致了今日美國公共交通能力的貧乏。
(圖2 第一台自動變速器,實拍於Ypsilanti Automotive Heritage)
無論是非功過,H. Ford和A. Sloan,福特和通用,都成為了歷史上繞不開的偉大人物和造物。在偉大背後,我們往往會追問,為什麼Model T會成功;為什麼斯隆的系列化品牌又能夠取得成功。這些問題早就有了答案,也無需在這裡多加贅述。福特發明生產線,目的是製造人人買得起的汽車;而斯隆開創多種多樣的品牌和車型,又讓每個人都找得到符合個性的選擇。說這段歷史,實際反映了兩個要素,消費者的喜好和技術革新,是個中關鍵。
一百年後的今天,又是什麼光景呢。
這就要說到回答伊始,我的兩個聯想了。今年3月中,特朗普總統到訪底特律,宣布撤銷2025年達到的54.5英里/加侖油耗標準。他的邏輯是這樣的:過嚴的標準會讓汽車製造商在技術上選擇更電動化,但是現在油價走低,消費者不樂意為電動/混動汽車買單(美國目前汽車銷量6成以上是SUV和皮卡),於是大汽車公司為了利潤,就把小型車車廠搬去墨西哥來降低成本。因而,總統認為更嚴的油耗法規傷害了美國和美國工人的利益,要把投資留在美國境內。
(圖3 3月17日華爾街日報刊登的「七百萬工人感謝特朗普總統」的整版廣告)
走低的油價讓皮卡和SUV熱銷,甚至於賓士也蠢蠢欲動,要在北美市場推出新款的X系列皮卡,分得一杯羹。而回溯過去高油價的10年乃至20年,更低油耗的汽車在當時是美國消費者的心頭好。這恰是我所說的消費者消費能力對消費者喜好的影響。
(圖4 近年美國油價變化圖,http://zfacts.com/gas-price-history-graph )
然而如上所述,除了消費者的消費能力,新技術更是成功的要素之一。油價會升會降,技術的革新卻不會倒退。迎合油價賣大車,是短期之計;追求更低油耗的技術,是長期之計。因而特朗普此舉,為諸多學者和業界專家詬病(有的專家在吐槽之餘,也樂觀認為不會真正撤銷該標準,只是會添加一次中期審核的環節)。
但事實上,「苛刻」的2025年54.5英里/加侖標準,換算成中國的單位是4.32升/100公里。而中國在2025年的標準,是4升/100公里——世界最嚴格。這就是我聯想到Brandon的文章的原因,文中那一輛CT6的插電式混合動力車型,擁有世界上最複雜的混合動力系統。而它恰恰是在中國生產首發,再出口到美國市場。
如果你明白了我的意思,這件事情看起來非常有趣:CT6的技術研發,大部分來自於美國通用雲集的人才和百年底蘊的技術智庫,但這一輛代表了美國最尖端新能源技術的汽車,卻選擇在中國生產製造,主營中國市場。通用此舉,是在中國而不是美國,將消費者的喜好和技術革新結合出了一輛新時代的「美系車」。所謂美系風格,一直是在變化的,美國消費者的偏好和中國消費者的偏好,都在左右著「美系車」的演變。
當然,偏好會有變化,技術發展是筆直向前的。聊到技術,不免有些技癢,想多說幾句。關於CT6 GRE這一最複雜的混合動力系統,知乎上的講解已經有很多了,例如https://www.zhihu.com/question/50269562/answer/120725052 和 https://www.zhihu.com/question/29729573/answer/120969307 都是很值得參考的回答。我再聊一聊。
我總是不厭其煩地說:串並聯和功率分流是混聯式混合動力最常見的兩種構型。最為典型的代表就是本田iMMD與豐田THS,見本田的混動和豐田比有什麼優勢和劣勢? - 姚昌晟的回答 - 知乎。而功率分流這一派,除了豐田,另一支的代表是通用,作為通用旗下的執牛耳者,凱迪拉克CT6的功率分流構型動用了三個行星排,更加複雜,實現的功能模式也更加多樣。
(圖4 CT6的混合動力構型示意圖,來源: http://papers.sae.org/2016-01-1150/ )
從圖4中,可以直觀看到CT6的混合動力構型。由兩個電機A/B和三個行星齒輪排P1/P2/P3組成,通過操作離合器C1/C2/C3/C4/C5可以實現的功能純電驅動/並聯/串聯及制動回饋的不同功能。
在通用之前的功率分流混合動力方案中,通常只有兩個行星輪,而CT6此番更是添加了第三排行星齒輪P3。這個P3是什麼作用呢?
- 當CT6示意圖中的C1接合,則CT6可以完成兩排行星輪構型的所有功能。
- C2接合,則意味著在原有基礎上多出了新的功率分配方式,在同一工況都可以通過不同的模式切換路徑來實現。
新的行星排添加了新的自由度,多出的自由度的意義不言而喻:發動機的工況是一整張轉矩和轉速二維圖,在不同的轉速和負荷下,其效率都是不同的;而行駛的路況,又是一張車速和驅動力的二維圖,利用電機和功率分流器(行星排),如何能夠盡量在不同工況都匹配到發動機的高效區,這就是混合動力的意義所在。因此,在能夠掌控的控制前提下,更多的自由度,就意味著更多的工況得到最大優化,甚至於瞬態過程都可以有不同變化模式可供選擇。CT6 GRE很好地完成了這個任務,用混動車產品習慣宣傳的「多模」來看,GRE達到的模式至少有十一模:
(圖5 CT6運行模式,來源:General Motors Electric Variable Transmission for Cadillac CT6 Sedan)
1. EVT1 /2/3/4是功率分流模式,速比可變
- EVT1:A電機與發動機對外輸出,B電機根據不同的功率需求,向電池取電或充電;
- EVT2:A電機與B電機同時調節功率,B電機與P3斷開,向電池取電或充電;
- EVT3:A電機與B電機同時調節功率,與EVT2不同的是:EVT3中B電機與P3連接,可以調節的速比範圍不同;
2. FG1/2/3是並聯模式
- FG1:A電機待命,B電機通過P2與發動機並聯輸出,傳動比3.43,提供大扭矩;
- FG2:B電機待命,A電機通過P1與發動機並聯輸出,傳動比1.70;
- FG3:A電機待命,B電機通過P3餘發動機並聯輸出,傳動比0.71,適用於定速巡航;
3. EV1/2/3/4是純電驅動模式,不同的模式,用於分配AB的輸出轉矩。
諸多的模式,為不同工況都提供了最佳的運行模式,其中的切換策略更是複雜:
(圖6 CT6 PHEV模式切換策略,來源:https://www.zhihu.com/question/50269562/answer/120725052 )
通用在論文中將自己的這一套系統稱之為EVT——電動變速器,這一方面反映了自THS自稱eCVT以來混動和變速器技術的融合的潮流;更反映了動力系統集成化的發展趨勢。接下來再來看EVT的關鍵部件——電機。
為了達到最大效能,通用在驅動電機上也做了大刀闊斧的改進(圖7/8/9 來源:Electric Traction Motors for Cadillac CT6 Plugin Hybrid-Electric Vehicle):
1. 定子繞線的重新設計:圓形導線改為方形,槽型也改為方形,提高槽滿率,可以降低電機尺寸和耗損;
2. 在方形槽中由原來的S型改進為B型的阻隔方法布置絕緣介質,用於增強導線絕緣;
3. 轉子方面,對轉子槽型進行了相應的改進,並針對兩個電機的不同工作區間進行了設計,最終得到兩個電機的效率圖如下。
不難發現兩台電機的最高效區間、最大轉速、最大輸出轉矩都有所不同,這正是因為在混合動力系統中,不同模式下AB兩者扮演的角色不同、運行的區間亦是不同,因此需要將他們的性能分別作出優化。
還有就是發動機,這一台機器原有的技術中最為突出的是AFM(Active Fuel Management)可變汽缸技術,可在小負荷下通過電磁閥改變氣門挺柱長度,讓兩個汽缸的氣門不開啟,並停止這些缸的噴油指令,與此同時,進氣分配到了剩餘的兩個工作缸,讓工作缸的燃燒更為充分,AFM對小負荷的優化無疑可以有效改善燃油經濟性,這也讓它在2013年就獲得了沃德十佳發動機的榮譽。
(圖10 2.0L直噴增壓發動機的改進前的原型,來源:The GM RWD PHEV Propulsion System for the Cadillac CT6 Luxury SedanThe GM RWD PHEV Propulsion System for the Cadillac CT6 Luxury Sedan)
而為了匹配PHEV,還做了以下改進:
1. 取消了發動機助力的真空泵,這是由於混動系統可以採用制動回饋,而挪走了真空泵,可以有效降低雜訊,降低質量和油耗;
2. 發動機不再需要驅動傳統的發電機(Alternator),因此原有連接發電機的皮帶和機體的部分肋板可以省去;
3. 由於發動機的工作範圍得到優化,多數情況會運行在高轉速的高效區域內,因而可以採用一個更小的油泵,這無疑又會提高發動機有效效率;
4. 改進了飛輪減震器,用於滿足使用EVT中的電機來起動發動機的需要。
當改進為混動版本後,發動機附件的減少,為有效效率的提升起到了錦上添花的作用。
關於CT6混動,不知不覺寫了很多,但是走馬觀花還有沒說到的地方,有時間會把這輛車的混動技術擴寫成專欄文章。
最後,再回到主題,一百年來,美系車之所以成功,其背後從來不乏科技;而時至今日美系的變化,一方面是單向發展的科技樹使然,一方面是中美消費者的需求驅動。今天的這一輛CT6是中國生產,出口美國;試想未來,會不會全球的前沿技術研發也會由中國來主導呢?持續投入,引進人才,這不是不可能。
如果總統先生堅持撤銷油耗法規,削減研發經費,拒絕由美國繼續推動汽車節能科技。那便讓我們來代勞好了。
石油危機帶來的油價飛漲限制了美系車往肌肉方向繼續發展,不得不改做小排量菜車
全球化!現在開發一部車都是面向全球推出,所以中庸至上。
國內的美式車相當一部分是美國車企的韓國/澳大利亞/歐洲研發中心研發的,算美式車嗎。
汽車之家條件選車裡,關注前十的美國進口車都很美式啊
不過題主要是把英朗、福睿斯、克魯茲算成美系車就當我啥也沒說吧什麼叫美式車?
空間不大,車身特長,後懸一米,機蓋賽床,腳剎懷擋,後輪半藏,四升起步,六缸八缸。直線嚇人,彎道罵娘。
所以現在只有美國車,沒有美式車。(滑稽)不過話說回來,現在除了有情懷的,這種車誰還願意要啊。因為你買到的車是大多數美國人不開甚至是買不到的車,比如說別克,福特的轎車是歐洲福特研發的,菲亞特克萊屎勒集團在中國賣的SRT大切是真的美國車,還有V8野馬,那些皮卡之類,在中國沒人買的
美國車得分什麼車,福特的蒙丟丟就比較美國范,動力十足,提速迅猛。但後來體驗了一下基友的20t邁騰,我才知道,我太年輕了。低速下邁騰提速更乾脆。據說斯柯達的速派比邁騰還快。基本殺任何普通品牌中級車。林肯大陸比較商務范,克萊斯勒300c端莊,凱迪拉克比較時尚,即使ct6,也顯得不這麼老氣。美國車短板在變速箱,長處在發動機,所以中端加速動力源源不斷,記住別超速就行。這個萬年不變的6at中規中矩,比dsg換擋慢得多,但很可靠。當然,就沖著新的變速箱,ct6就值得一買。美國車設計比較激進,新邁銳寶,蒙迪歐,君越都很年輕,atsl也是。至於油耗,美系低端車油耗表現很好。賽歐3,無論你怎麼堵,怎麼開,油耗都沒超過6個,平均3毛5一公里,這還有什麼不滿足的。
在美國賣的,迎合美國消費者的,那是美式車,在中國賣的,迎合中國消費者的,是中式車。中國消費者這十幾年剛剛完成了有無的轉變,買第一台車時對一台車的要求自己也說不清楚,太明顯的消費喜好也是慢慢形成的,比如要大,要長,要SUV,當然這也離不開各家廠商鋪天蓋地的營銷。「美式」不再美式,是因為中式和美式有了區別,為了中國這個龐大的市場,各家廠商也願意改變。
首先是車身小了。
福特野馬時代,美國車市受到了來自日本的小巧玲瓏車型的衝擊,當時的總裁艾柯卡想了一句廣告詞——可以坐六個美國人。暗示日本矮子的車不適合高大的美國人使用。(美國車排擋在方向盤下面,所以副駕座可以設雙人座位)
如今的美國轎車,就定員四人,跟全世界的車一樣,不再有美國特色。
其次是耗油量低了。
美國車之所以美式,其特點之一就是耗油量大,半個世紀之前,油便宜,美國人又有錢,還淺薄庸俗地愛炫,所以美國車並不特別在意油耗,甚至會把它當做賣點之一。
現在的美國車,都走低能耗路線,一些車型為了炫,只保留了外觀設計的肌肉感,內耗方面也是能壓就壓,失去了「美式」的另一個特色。
第三是皮實,耐操。
美國車倒是沒有失去這一特色,而是其他國家的車逐漸向這一點靠攏了,連日本車這樣的平民工藝品典範居然也做得跟尼瑪電磨的底座似的那麼結實,成了聯合國機構和中東恐怖分子的首選車型,美國車的耐操就不再是【美式】專屬。
第四是技術的交流與融合。
從前的車,地域特徵很明顯,你一眼就看得出這是義大利車,那是英國車,那是美國車……上世紀六十年代,本田打算放棄轎車生產,專攻摩托車,就跟福特談轉賣變速箱生產線的生意。眾所周知,本田當時的變速箱是世界一流的,日本車省油的神話,一大半就源於這個本田變速箱。艾柯卡非常興奮,因為他的車要打開中低收入者市場,油價再便宜,能省還是需要省的(1955年的廣告詞是「56元買56年款」,首付56美元就能開一輛最新的福特回家),然而老闆福特二世是一個堅定的民族主義者,他對總裁的請示,批複就一句話:只要我活著,美國車就不能裝日本變速箱。
如今美國汽車行業里沒有福特二世這樣的擰種了。美國車與世界接軌的結果之一就是不再【美式】。
實際上,美國車還保留著一些【美式】風采,只是我們看不到。比如美式當中最重要的一項:工程技術。美國車耐操,一般人都認為是真材實料外加厚重,這個只能叫做耐撞,所謂耐操,是不管你怎麼顛怎麼搖怎麼晃,絕不鬆散,絕不嘎吱,絕不稀里嘩啦,絕不會【除了鈴鐺不響哪兒都響】。在美國車被德國日本趕上並超過之後,維持底特律人信心的就只剩下這個工程技術了。到現在還堅持著呢。只不過現在路況好了,大家用車也不狠,這個特點輕易得不到表現機會。
關於【56元買56年款】,評論區一個朋友提得對,1956年還沒有野馬,是我寫滑了,已改。艾柯卡1956年還是 賓夕法尼亞州威爾克斯巴勒的地區經理,賣車的,尚未接觸研發和管理,野馬之父的名字要過6年後才產生。
因為空氣太甜了,甜到讓人覺得不舒服所以美國車廠開始往減少NOx的目標發展
環保和安全法規和美國油價。
所謂美國車大多以大排量v8和方形廂(同時還有那個著名的跳燈設計,也是法規的產物)為標誌特徵,這兩者都和油耗和環保背道而馳。隨著美國汽車環保和油耗法規要求以及油價飛漲,連muscle都變成了pony了。。。
南橘北枳……
全球範圍:安全法規,排放標準。中國範圍:市場需求,競品更新換代。
之前聽福特宣講說要做Mustang Hybrid, 周圍人都一副見了鬼的表情。
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