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