路虎揽胜极光推出全新敞篷版设计
发布时间:2016-03-01   作者:Stuart Birch
  • 路虎并不是想把揽胜极光敞篷版造成一条船,但它需要保持与路虎传统车型同等的性能。
  • 路虎揽胜极光敞篷版的内饰。安全系统包括后座后方的两个防滚架,可在90毫秒内弹出。
  • 路虎的外部设计师Andy Wheel表示,揽胜极光敞篷版的设计工作“绝非易事”。
  • 揽胜极光汽车项目总监Danella Bagnall和她的团队与设计师们紧密合作,实现了敞篷版的量产。该车型的生产流水线与轿跑版和五门版相同。
  • 路虎与供应商伟博思通合作研发了揽胜极光敞篷版的车顶系统。
  • 路虎揽胜极光敞篷版配置了一块10.2英寸的触摸屏。

2007-2008年,路虎推出了揽胜极光豪华版紧凑型SUV。当时该车型有三门轿跑版和五门版可供消费者选择,并在市场上获得巨大成功,但那时并未推出敞篷版。

 

2011年,路虎董事会决定在这款车型上采用难度极高的敞篷版设计。对于公司的设计师和工程师而言,这是一个巨大的挑战。

 

路虎的首席外饰设计师Andy Wheel表示,“看起来敞篷版只是把轿跑版的车顶去掉了而已,但其实并没有这么简单!”

 

在结构刚度和扭转刚度方面,敞篷版设计必须符合路虎的高标准严要求,也必须拥有与揽胜极光的金属天窗版相同的各种地形驾驶性能。尽管具体数据尚未发布,但路虎表示,敞篷版 “与轿跑版相比,车身刚度仅下降了15%”。

 

路虎的敞篷版车型搭载的是柴油和汽油发动机,最高输出功率可达177 kW(237 hp),综合油耗符合欧洲最佳标准,为每100公里5.1 L (46.1 mpg),二氧化碳排量为每公里149g。

 

据预测,全球SUV市场将在未来五年内增长20%左右,同时,揽胜极光敞篷版也将占据引人注目的市场份额。路虎表示,在市场上所有的量产车型中,揽胜极光敞篷版的“Z”形折叠软顶是最长最宽的。车顶开合速度很快,仅需18秒就可以完成开启和关闭,在车速高达48 km/h(30 mph)时,21秒内就可以完成开合。

 

从概念到实车

 

由于市场上还没有类似车型,因此路虎最初打造了一辆揽胜极光敞篷版概念车,并在2012年的日内瓦车展上正式发布,目的是测试市场对敞篷设计的反应,并决定是否量产该车型。

 

“市场反应非常好,”Wheel表示。所以,路虎决定对这款概念车进行量产。“具体怎样实现该车型的量产是一个难题,我们最后决定从最基础的工作开始做起。”

 

“我们对于概念车的后翼子板处凸起的流线型设计并不满意,”Wheel解释道。“当时我们已经认识到,我们需要设计一个更高效的车顶系统,不仅能优化空间效率,减轻整备质量,也能兼顾车辆美学特征,所以要采用一体化的设计方式。我们最终决定采用‘Z’型折叠天窗,这种造型比概念车的‘K’型系统更加合适。‘Z’型折叠天窗可以优化车内空间设计,有助于打造出流线型更优美的后翼子板,让车辆整体线条更加流畅。”

 

 “Z”型折叠天窗也实现了汽车载荷空间的最大化,尽管后备箱开口相对较窄,但仍可以保证容积达到25L(0.88 ft³)。

 

由于路虎可以借鉴其姊妹品牌“捷豹”敞篷车的设计经验和相关专业知识,因此所有的设计工作都可由路虎独立完成,无需外部机构的参与。“尽管捷豹和路虎是(捷豹路虎旗下的)两家独立公司,但我们彼此非常了解,可以进行‘跨品牌’合作,对于揽胜极光敞篷版这样需要大量专业知识支持的项目,这一点非常重要。”

 

但即便如此,路虎也用了三年时间才实现了揽胜极光敞篷版的量产。这是由于这款敞篷版豪华SUV在性能上丝毫没有妥协,并且要求该车型的市场定位明确,销量也必须有所保证。

 

在设计方面,工程师们面对的主要挑战是打造出一个完整的无框车门系统。尽管敞篷版尽可能多地保留了轿跑版的部件,但车门必须彻底重新设计。路虎也为车窗玻璃的固定设计了特别的解决方案。

 

此外,设计团队还需要为挡风玻璃设计全新的上框导轨,并加固A柱。Wheel表示,尽管敞篷版的挡风玻璃看起来倾斜度较大,但实际上其角度与轿跑版是相同的。

 

揽胜极光敞篷版的空气阻力系数(Cd)为0.39,而轿跑版则为0.36。

 

后备箱盖很难设计,因为箱盖的非侵入型铰接点在汽车外部,而这不符合美学规律。

 

最终采用的解决方案非常简洁有效,扰流板在后备箱开启处的位置设计得恰到好处,并与铰接点进行了整合。风洞空气动力实验的结果显示,这一设计可以在车顶开启时让后座乘员承受的风振降到最低,问题得到了顺利解决。

 

Wheel表示:“这一解决方案可以说是一箭双雕——在空气动力学性能和美学特征上都获得了最佳的效果!对设计师来说,如果某种设计方法能让车辆的所有部件可以如有机整体般协调运行,那么这个设计一定是对的。而如果某个部件的设计必须做改变,那么其他部件就很可能受到影响。通过集成铰接装置和扰流板,我们就不必牵一发而动全身了。”

 

另外还有一个与美学相关的问题——扰流板尺寸很大,并且在一个非常明显的位置,因而非常显眼。这一问题也得到了有效解决。Wheel 说:“我们把扰流板分成了两部分,上部是亮黑色,下部则与车身颜色一致。”

 

在设计和工程方面还有另一个成功之处。揽胜极光的轿跑版可选择“动感”外观,该款式车门下边梁包含扩展部件,可用于遮挡敞篷版,以遮挡加固件。

 

敞篷版的整备质量比轿跑版重270 kg(595 lb)。

 

工程挑战

 

Danella Bagnall是揽胜极光的汽车项目总监,她详细介绍了项目团队在工程、技术、与测试方面遇到的主要挑战。其中最大的难题是,量产敞篷版的设计并非基于概念车而进行的,而是必须进行大幅度的修改。

 

 “轿跑版的车顶很大,而敞篷版没有金属车顶,因此也必须更换所有配套的抗扭刚度和硬度部件,框架车门也要一并更换。我们必须另辟蹊径,解决敞篷版的刚度问题,并且不能损害内饰部件和越障性能等。我们与设计团队通力合作,最终成功地解决了这些问题。”

 

A柱和半B柱结构需要额外加强,硼钢和高强度钢在这里得到了广泛的应用。敞篷版的车门外部与轿跑版相同,但内部则用硼钢和高强度钢进行了特别加固。

 

车身支架水平置于车内和车身下方,这一点是很难做到的,原因是采用这种布局需要对排气系统等其他系统部件进行调整,但敞篷版已经尽可能多的保留了轿跑版的原有部件。

 

敞篷版的测试等级与揽胜极光的金属车顶车型持平。Bagnall表示:“但我们必须专门增设一些新的测试标准,包括在陡峭越野路面上行驶时的车顶的开合性能。这很有趣,但也很有挑战性!”

 

工程团队与供应商伟博思通(Webasto,该公司也是捷豹“F”车型折叠车顶的供应商)和设计团队通力合作,进行了大量工作,以确保车顶系统不会占据后备箱的空间。

 

控制天窗升起时的空气动力噪声也很重要,而密封性更是重中之重,Bagnall解释道:“我们为敞篷版车型的精心设计完全可以保证这些方面的高性能,为此我们采用了特殊材料和密封结构,比如在A柱顶部周围和车门玻璃之间的设计。”

 

工程师们之前设计“F”型车顶时积累了许多专业知识和技术工艺,得益于此,路虎现在可以打造出这款能在全路况中保持良好性能的车顶系统,甚至在北极地区也可以完全打开。


作者:Stuart Birch
来源:SAE《汽车工程杂志》
翻译:SAE上海办公室

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