保時捷 918 Spyder 性能與效率的非凡組合

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Porsche 保時捷 918 Spyder 體現了保時捷理念的精髓:將純正的賽車技術與出色的日常實用性以及最大性能與最低能耗完美結合。開發團隊所面臨的任務是為下一個十年打造一款配備高能效強勁混合動力驅動裝置的超級跑車。保時捷開發團隊從一張白紙開始,經過重新設計,構想出了一個完美的設計理念。整車設計以混合動力驅動理念為中心。因此,918 Spyder展現出前所未有的混合動力驅動潛力:效率和性能同步提高,並且不以犧牲另一方為代價。這就是令保時捷911成為半個世紀以來全球最成功跑車的理念。簡而言之,918 Spyder將作為未來保時捷跑車的基因庫。

918 Spyder通過多種方式展示出與賽車運動的緊密聯繫。這款車由保時捷賽車工程師與量產車專家共同設計、開發和生產。因此,918 Spyder中融入了大量來自2014年勒芒24小時耐力賽保時捷專用賽車開發過程的技術經驗——彼此之間互相借鑒。 918 Spyder以底盤車為基礎。底盤車是一種無需車身也能行駛的基礎車,這一設計理念是保時捷賽車的傳統。 V8發動機的設計理念源自LMP2 RS Spyder賽車。承載結構、單殼體車身和副車架採用碳纖維強化樹脂製成。保時捷在這一高強度輕質材料領域積累了多年的經驗,並且在​​量產型918 Spyder中再一次達到了巔峰。這款超級跑車的許多部件來自多家為賽車提供部件的資深製造商。

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混合動力驅動裝置在駕駛動態方面具有優勢
在918 Spyder上,最關鍵的一點是,保時捷混合動力驅動裝置與其完美的駕駛動態相得益彰。憑藉獨特的四輪驅動理念以及內燃機、後橋電動馬達和前橋第二個電動馬達的組合,駕駛者能夠充分體會到這一點。這一設計理念基於大獲成功的保時捷911 GT3 R Hybrid在賽車運動中所獲得的知識。由於增加了獨立控制的前部驅動裝置,能夠帶來超高安全過彎速度的全新駕駛策略更加完善,尤其是在過彎時。此外,先進的“高性能驅動”策略能夠對電動驅動裝置的能量進行智能管理,使駕駛者只需完全踏下油門踏板,就能發揮918 Spyder的全部動力,以最大加速度進行每一次沖刺。簡而言之,918 Spyder使未經賽車駕駛培訓的駕駛者也能體驗到更大縱向和橫向動態的潛能。

保時捷918 Spyder還具有打破多項紀錄的潛力。它在紐伯格林北環賽道跑完一圈僅需7分14秒。這一成績是於2012年9月試駕中,在全球記者的見證下取得,比投產日期早了一年多時間。 918 Spyder原型車的成績比保時捷Carrera GT快了約20秒。今後,它還將在紐伯格林北環賽道上進行更多試駕。更重要的是,918 Spyder在效率方面也超越了前代車型和競爭對手。作為一款插電式混合動力車輛,它系統地結合了賽車動態性能與經濟型車輛的出色效率——最大功率超過880 hp,同時百公里耗油量(NEDC)僅約為3升,比當今大部分的小型車還要低。總而言之,它以最低耗油量提供最大駕駛樂趣。

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碳纖維單殼體車身確保低重心的輕質設計
918 Spyder充分利用各項直接源於賽車運動的最頂尖技術,以實現最大性能。整個承載結構採用碳纖維強化樹脂(CFRP),具有超高的抗扭剛度。前端和後端附加的碰撞元件吸收並降低碰撞能量。車輛總重約為1,640 kg(“魏斯阿赫”組件),在同性能等級混合動力車型中達到了頂尖水平,輕質設計理念在其中可謂功不可沒。傳動系統部件和所有重量超過50 kg的部件均位於較低位置,並且盡可能靠近車輛的中心。這使得分配給後橋的軸載荷比率略高,約為57%,前橋為43%,結合大致與輪轂高度齊平的超低重心,對於駕駛動態而言十分理想。位於駕駛者後方的高壓動力蓄電池位於中央較低位置,不僅確保了質量集中,還降低了重心;這也提供了最佳溫度條件,使得蓄電池能夠達到最佳電能狀態。

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擁有賽車基因和後橋轉向的底盤
保時捷918 Spyder多連桿底盤的靈感源自賽車設計,PASM自適應減震系統和後橋轉向等附加系統更為其錦上添花。後橋轉向的基本部件是兩個後輪上的電子機械式調節系統。調節過程為速敏式,在每個方向上的轉動角度最大為3°。因此,後橋能夠朝著與前輪相同或相反的方向轉向。低速行駛時,系統使後輪沿與前輪相反的方向轉動。因此,轉向變得更加直接、快速和精準,並且減小了轉彎直徑。高速行駛時,系統使後輪沿與前輪相同的方向轉動。這顯著提高了換道過程中的後端穩定性。最終使車輛獲得了非常安全和穩定的操控性。

不同駕駛模式下的保時捷主動式空氣動力學系統(PAA)
保時捷主動式空氣動力學系統(PAA)是一種可調節空氣動力學元件,可產生獨特且可變的空氣動力學特性;其佈局會隨著三種模式自動在最高效率至最大下壓力之間轉換,並根據混合動力系統的操作模式進行調節。在“Race”(賽道)模式中,可收回尾翼設置到更陡的角度,在後橋上產生高下壓力。位於兩個尾翼支撐件之間,靠近氣流後部的擾流板也會展開。此外,前橋前方底板下的兩個可調進風口打開,將一部分空氣導入車身底部結構的擴散板通道。這還會在前橋產生“地面效應”。
在“Sport”(運動)模式中,空氣動力學控制系統能夠稍稍降低尾翼迎角,從而提升最高車速。擾流板保持展開。底板中的空氣動力學進風口關閉,這也能減小空氣動力學阻力,從而提高可達到的車速。在“E-Power”(電動)模式中,控制策略完全為實現低空氣動力學阻力而進行配置;尾翼和擾流板收回,底板進風口關閉。
主大燈下的可調進氣口與自適應空氣動力學系統相互配合。當車輛處於靜止狀態並選擇“Race”(賽道)和“Sport”(運動)模式時,進氣口打開,以最大程度地吸入冷卻空氣。在“E-Power”(電動)模式和“Hybrid”(混合動力)模式中,進氣口在車輛起步後立即關閉,從而將空氣動力學阻力保持在最低水平。直到車速達到約130 km/h時,或者冷卻要求升高時,進氣口才會打開。

從舒適行駛到比賽狀態:三台動力單元,五種模式
918 Spyder設計理念的核心是三台動力單元之間的驅動功率分配;它們之間的協作由智能管理系統控制。為了最大程度地利用這些不同的策略,保時捷開發人員定義了五種操作模式。如同賽車一樣,這五種模式可通過方向盤上的“圖譜開關”切換。基於這種預選方式,918 Spyder可在無需駕駛者乾預的情況下,實施最適合的操作和高性能驅動策略,從而讓駕駛者全神貫注於道路。

安靜、優雅:“E-Power”(電動)模式
當車輛起動後,在蓄電池電量充足時始終將電動模式作為默認工作模式。在理想條件下,918 Spyder可以依靠純電力行駛超過30 km。即使在純電動模式中,918 Spyder從靜止加速至100 km/h也只需不超過7秒的時間,並且最高時速可達到150 km/h。在該模式下,內燃機僅在需要時起動。如果蓄電池的電量降至低於設定的最小值時,車輛會自動切換至混合動力模式。

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高效、舒適:“Hybrid”(混合動力)模式
在“Hybrid”(混合動力)模式中,電動機和內燃機交替工作,以實現最高效率和最低耗油量。各個驅動部件可根據當前行駛條件和希望獲得的性能進行調整。 “Hybrid”(混合動力)模式通常用於以燃油經濟性為主的駕駛方式。

運動、動態:“Sport Hybrid”(運動混合動力)模式
在更動態的情況下,918 Spyder選擇“Sport Hybrid”(運動混合動力)模式作為其動力源。內燃機此時持續運行,並且提供主要的驅動力。此外,電動馬達通過以電動助力方式工作,或者在內燃機操作點可針對提高效率進行優化時,為駕駛者提供支持。該模式的重點是在達到最高車速時提升性能和支持運動駕駛方式。

實現更快圈速:“Race Hybrid”(賽道混和動力)模式
在“Race Hybrid”(賽道混合動力)模式中,能夠實現最大性能和極具運動感的駕駛方式。內燃機主要用於高負載的情況,並且能在駕駛者不使用車輛最大動力時為蓄電池充電。電動馬達同樣以助力方式提供額外的支持。此外,PDK換檔程序設置為實現更具運動感的駕駛。車輛在達到最大輸出功率限制前都會使用電動機,從而為賽道行駛提供最佳性能。在該模式中,蓄電池不會保持恆定的電量,而是在整個蓄電池電量區間波動。與”Sport Hybrid“(運動混合動力)模式相比,電動馬達在短時間內以最大輸出功率極限運行,從而確保更出色的電動助力性能。更高的輸出功率被內燃機更頻繁地用於給蓄電池充電。因此,電動馬達能夠提供維持數圈高速行駛的電能。

奪得杆位:“Hot Lap”(最快圈速)模式
位於圖譜開關中央的“Hot Lap”(最快圈速)按鈕能夠釋放918 Spyder的全部潛能,但只能在“Race Hybrid”(賽道混合動力)模式中啟動。與資格賽模式類似,啟用該模式能夠釋放高壓動力蓄電池的最大輸出功率,使車輛高速行駛數圈。該模式使用蓄電池中可用的一切能量。

主要動力源:賽車的8缸發動機
驅動力的主要來源是功率高達612 hp的4.6升8缸發動機。該發動機源自大獲成功的RS Spyder的動力單元,因此這台發動機能夠達到9,150 rpm的最高轉速。與RS Spyder的賽車發動機一樣,918 Spyder的這台動力單元採用了帶獨立油箱和集油器的干式油池潤滑系統。為了減輕重量,油箱、集成在副車架中的空氣濾清器和進氣口等部件均採用碳纖維強化樹脂製成。設計中採用了更多輕質措施,例如鈦制連桿、薄壁低壓鑄造曲柄箱和氣缸蓋、帶有180°曲軸銷偏距的高強度輕質鋼曲軸以及合金鋼/鎳製成的超薄壁排氣系統等。 V8發動機具有令人驚嘆的特性:不再支持任何輔助系統,無外部皮帶驅動,因此發動機變得非常緊湊。重量和性能的優化使得單位容積功率約為132 hp/l,在保時捷自然進氣發動機中達到了最高水平,大大超過了Carrera GT(106 hp/l),對於一款自然進氣發動機來說絕對非常出色。

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獨特的賽車設計傳承:頂管
918 Spyder的發動機不僅僅擁有卓越的性能,其渾厚的運轉聲同樣令人心潮澎湃。這首先要歸功於頂管,即後端上部位於發動機正上方的尾管。這是唯一一款採用頂管的量產車型。頂管的最大優點在於優化了散熱,因為高溫廢氣可通過最短的路徑排放,並且排氣背壓保持在較低水平。這一設計需要一種全新的熱力學空氣導流概念。在HSI發動機中,高溫側位於V型氣缸內側,進氣通道位於外側。另一項優點是,發動機艙可以始終保持更低的溫度。這對鋰離子高壓動力蓄電池特別有利,因為這種蓄電池在20至40℃時才能發揮最佳性能。最終,蓄電池主動冷卻功能所需的能量得以減少。

與傳動系統並駕齊驅:混合動力模塊
與保時捷當前的混合動力車型一樣,918 Spyder採用了並聯式混合動力設計,將V8發動機與混合動力模塊相連接。混合動力模塊包含一個115 kW電動馬達和一個連接內燃機的分離器。由於採用了並聯混合配置,918 Spyder可單獨通過後橋的內燃機或電動機驅動,或者由兩者共同驅動。作為典型的保時捷超級跑車,918 Spyder的動力裝置也安裝在後橋前方,與前橋之間不產生任何直接的機械連接。

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為獲得低重心而顛倒佈置:Porsche Doppelkupplung(PDK)保時捷雙離合器變速箱
7速Porsche Doppelkupplung(PDK)保時捷雙離合器變速箱將動力傳輸至後橋。這款高性能變速箱是大獲成功的PDK變速箱中運動性能最強的版本;它專為918 Spyder進行了重新設計,並且為獲得高性能而經過了進一步的優化。為了使整車保持低重心,變速箱安裝在較低的位置,並且相對於其它保時捷車系沿縱軸旋轉了180°。如果後橋不需要動力,兩台驅動裝置可通過打開分離器和PDK離合器斷開。這一操作在內燃機關閉時,於保時捷混合動力驅動裝置典型的“航行”模式後台進行。

獨立的四輪驅動:帶電動馬達的前橋
前橋上配備了一台輸出功率約為95 kW的獨立電動馬達,以固定的傳動比驅動車輪。在車速很高時,由一個分離器將電動馬達分離,以防止馬達超速。驅動扭矩針對每個車橋獨立控制。這將使四輪驅動系統獲得超快的響應性,從而在牽引力和駕駛動態方面提供巨大的潛力。

帶插電式充電系統的鋰離子蓄電池
電動馬達的電能存儲在水冷鋰離子蓄電池中,蓄電池由312塊獨立的電池組成,每個電池的電量約為7 kWh。蓄電池在充電和輸出方面均採用以性能為主的設計,因此能夠滿足電動馬達的性能要求。鋰離子高壓動力蓄電池的電能和使用壽命取決於多種因素,其中包括溫度。因此,918 Spyder的蓄電池需要通過專用的冷卻迴路進行水冷式冷卻。高壓動力蓄電池在全球提供7年保修。

為了給蓄電池充電,保時捷開發了一款帶插電式車輛充電接口並具有更強能量回收潛力的新系統。車輛充電接口位於前排乘客側的B柱中,用戶可通過其將蓄電池與家庭電源連接進行充電。充電器將電源的交流電轉換為最大充電輸出功率為3.6 kW的直流電。通過隨附的保時捷通用充電器(交流電),高壓動力蓄電池的充電時間不超過4小時。

開拓性的控制理念:清晰的駕駛室佈局
駕駛者是這款保時捷未來超級跑車的核心。保時捷為駕駛者創造了一個融入開拓性理念的保時捷典型駕駛室。駕駛室分為兩個基本區域。首先是對於駕駛至關重要的控制按鈕,它們被分門別類地排列在多功能方向盤周圍,並由三個大尺寸圓形儀表顯示駕駛信息。安裝在抬高中控台中的信息資訊娛樂模塊是第二個重要區域,在Carrera GT上首次採用。其控制功能,如自動恆溫空調系統、翼子板調節、照明和包括Burmester高端音響系統在內的保時捷通訊管理系統(PCM)等,可通過採用全新黑色面板技術的多觸點觸摸屏進行直觀的操作。

實現更高性能:魏斯阿赫組件
保時捷為註重性能的918 Spyder客戶提供了“魏斯阿赫”組件。經過改裝的超級跑車因其傳承自保時捷傳奇賽車的特殊顏色和設計而讓人一目了然。車頂、尾翼、後視鏡和擋風玻璃框架均採用碳纖維外觀。內飾中的部分配置表面使用Alcantara面料取代了真皮,並以碳纖維外觀取代了大部分鋁製飾件。減少了隔音材料的使用。對性能的關注不僅僅體現在外觀上:超輕質鎂合金車輪減輕了非簧載質量;總重減輕了約35 kg。其優勢是進一步改善了動態性能。其它來自賽車的配置包括駕駛者和前排乘客六點式安全帶、代替車漆的選裝鍍膜以及附加的碳纖維空氣動力學車身部件。

重新定義保時捷:一台屬於未來十年的全新超級跑車
918 Spyder延續了保時捷超級跑車的悠久傳統;它是保時捷的技術平台,跑車激情和跑車發展史的驅動力,並且是現代超跑Carrera GTS、首款保時捷渦輪增壓Turbo、959、911 GT1、Carrera GT的經典再現。與其眾多前輩車型一樣,918 Spyder是未來汽車設計理念各項開發技術的主要驅動力。它擁有體現保時捷基因的全套組件,並且比以往更加專注。

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