2020年的汽车性能车的未来

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  对于你试图预测遥远未来的交通工具来说,这显而易见的是有些冒险,而且可能会带你进入完全错误的方向。这就是为什么这里不是个试图预测遥远未来交通工具的地方,那时我们可能会驾驶着燃料电池动力交通工具在高速公路上游荡。
  那太运远了,这里是evo,所以我们还要紧紧立足于大地之上来完成我们的任务——推测在2020年会流行什么样的evo形式的汽车。这要用足够近的距离来贴紧汽车行业,有一个好主意,那就是从那些我们已经开始做的新技术入手,以减少对太空时代的胡乱猜想,但我们仍然会看到一些真正的和实质性的变化,这些就已经远远足够了。
  明确地说,性能车将在未来几年面临一些严峻的挑战,最明显的就是强制性CO2,排放量减少。但也有一些令人快乐的事情,如汽车将变得更轻,更聪明,还要感谢最新一代混合动力系统更出色的性能,使车辆加速变得更快。
  尽管多数汽车制造厂商并没有向我们公开未来车型的发展计划,但我们在这里做的许多推测还是有很多确凿的证据可以证明的。当我们和日产首席规划师和执行副总裁Andy Palmer交谈时得知,由于社会发展趋势和环保法规等社会压力的影响,将不断改变未来性能车型规划。
  可预见的内燃机未来趋势都早已展现:减小排量和涡轮增压。无论是每缸排量减少还是气缸数减少,发动机都将变得越来越小。而且,由于功率输出将保持大致持平,涡轮增压器将成为必需品。
  不管它们常常令人失望的现实世界的经济效益数字如何,小排量涡轮增压发动机最耀眼的时候就是拿出官方正式的油耗和排放测试报告之时。福特和菲亚特已经开发出了两缸涡轮增压发动机作为它们产品线的入门动力。在6年的时间内,我们可以预期,少于4缸的小排量发动机将变得司空见惯,而且还会被用来驱动一些令人惊讶的大型轿车。我们已经知道,新的Mini的3缸发动机将被用于宝马的产品线上,这意味着到2020年我们可以看到宝马3系甚至5系将搭载3缸发动机。
  这个趋势将会像一颗生长旺盛的树一样持续上升。保时捷正在开发一款涡轮增压4缸发动机用于Boxster和Cayman。好在幸运的是,保时捷开发团队老板WolfgangHatz最近告诉evo,911“将总是拥有”6缸发动机。捷豹内部人士也承认,该公司正在考虑为F-type开发一款4缸发动机。
  事实上,在未来6年内,自然吸气发动机将成为种濒危的物种,惟能保留下来的是安装在最便宜的车上(涡轮增压器额外的成本会造成销售价格过高)和最昂贵的车上。我们知道,超级跑车制造商正在不懈地努力开发出反应更直接和排气声音更好听的高转速非涡轮增压发动机,来自奥迪的消息已经确认,下一代R8(和兰博基尼Gallard0的替换车型Hu racan LP 610—4)将坚持采用自然吸气发动机。兰博基尼已经发布Huracan LP 610-4采用了5.2L V10自然吸气发动机。法拉利已经证实其最昂贵的车型将继续使用自然吸气V12s发动机,我们知道该公司一直在对未来其他车型开发涡轮增压发动机。
  消减CO2数值的压力意味着发动机的输出功率有可能已经见顶,因此性能车将越来越多地转向轻量化车身或部分电驱动以保持或增加速度。“总会有肌肉车存在的空间,但总的趋势是从较小的发动机得到更大的动力,遵守排放法规,”Palmer说,“随着扭矩和功率的进一步挖掘,使运动车仍然能够生存,但我们会以更简单的方式得到更多的效益。”
  手动变速器不会在2020年死掉,但它会比现在更不常见,尤其是在运动车型上,变速系统将被双离合器变速器统治。有证据表明绝大多数买家喜欢自动变速器,所以是否提供手动变速器选择的争论将逐渐减少。我们知道,新Caterham-Alpine跑车将只配备双离合变速器,看来这种趋势在不断增强。
  Palmer说道:“我真诚地相信,正如我想说的,我们总是能够买到一台手动变速器,但是在某个时间点时,除了在专业领域,手动变速器将被拨片换挡方式所取代,而在手动介入表面之下的变速器载体则可能是OVT无级变速器或DCT双离合变速器。”
  混合动力沉重的电器设备最适合生活在加利福尼亚州的高速公路。直到最近,随着保时捷918、迈凯伦P1和LaFerrari的表现看,部分电动力驱动可以大大提高性能了。在接下来的6年里,一些技术将开始逐渐分解到更实惠的车型上。我们知道,我们可能将在2016年会看到的下一代日产GT-R,将使用混合动力辅助系统,而其他的汽车制造商也正在开发着各自的混合动力系统。
  现在有一种不可避免的趋势是混合动力车型在上升,主要是由日益严峻的CO2排放标准驱动。简单地说,如果我们想继续享受性能车的驾驶乐趣,在不会太长时间之后,电动辅助系统也会成为性能车中不可避免的一部分。
  “汽油发动机的最高效率只有29%,柴油机是35%,燃料电池是大约70%,电动机是90%~95%,”Paimer解释,“虽然这些谈论纯粹是从工程学的角度来看,而事实上,就像你需要降低排放,或者在相同的排放水平下你需要更多的性能,就绝对无法避免的是你需要将一个电动马达安装在车辆动力系统中的某个地方。”
  而且,在某些情况下,没有什么比一个电动马达更好使的了。虽然在未来6年的时间内,纯电动汽车仍将是少数人的尝试,不过可以打赌,随着汽车厂商在相应技术上的投入增加,纯电动汽车产品也会越来越多。
  机器人汽车,我们想说这还会太超前,难道不是吗?但我们真的希望在2020年可以看到生产的第一代自动驾驶汽车奔跑在公路上。奔驰已确认这一代的s级已经是自动驱动版本,其他制造商如谷歌也在开发类似的系统。第一代自动汽车可能是兼职的(部分时间使用),能够自动驱动在安静的道路上,或在交通拥堵路段,但在复杂的路况情况下就需要驾驶员来驾驶了。
  根据Palmer的说法,这样的系统也会带来戏剧性的安全改善:“对于一些突发情况,我们人类不能迅速做出反应。但机器是电脑,要比人脑快10倍,它不断地评估所有的逃避风险的情景,给出了最佳选择,规避了对我们有害的处理办法。这就是我的观点:在公路上的交通事故会越来越少,但仍允许你感受驾驶的极致乐趣。有一天,它就像ABS一样,它会拯救你的性命。”   一个在汽车工程中增长最多的主要领域就是空气动力学,无论是在效率和性能方面。路上汽车的空气动力学参数意味着至少要保证在高速行驶下的稳定性,并且厂家也在以得到更小的空气阻力系数以使产品有足够的市场竞争力。
  我们看到仿生空气动力学已经启动了,在散热器下部的盖板就像展开的扰流板,来消灭高速行驶时散热器阻力,古怪得就像是鱼的嘴唇(我们看图中的这款本田思域)。为了达到强制的减少CO2排放的目标,意味着我们可能会看到更多的类似的细节,像在本田lnsight上看到的像鞋罩一样的后轮罩。
  但是这些从空气动力学那里得到的性能提升听起来会更加有趣,一些前卫的主动扰流系统会安装在车上,像Pagani Huayra(见图)和P1。主动扰流系统使汽车根据当前的需要削减空气阻力,行进阻力尽可能低,以达到最大的直线加速性能,然后几乎立即能够提供足够的下压力以帮助转向或制动时提供更好的抓地力。
  你有没有注意到过期的旧卫星导航系统看起来有多么糟糕吗?汽车部件里没有什么地方比汽车上的电子部件发展得更快了,并且,在未来的几年内,其提升的处理能力将具有同样巨大的改进。
  当前可以认为人们比以往任何时候都更在意车上的电子产品,制造商开发的电子产品已经远远超过我们所知的“用户界面”,而买主也越来越不能容忍一辆花3.5万英镑买来的汽车的功能比一个350英镑的ipad还要少很多。到2020年,我们可以预期,导航系统将变得更聪明,与潜在“增强性能”的现实数据一同役射到前挡风玻璃上。导航系统还能够与发动机和变速器相沟通,帮助做出明智的决策,如果临近个下坡路段时,系统会选择一个较低的挡位,或者当混合动力车临近斜坡的顶点时系统会选择完全处于为电瓶充电状态。
  已经出现的主动安全系统在最近几年也将被广泛地使用,用雷达检测目标则有可能成为标准配置,甚至城市应用型的主动制动系统也会成为标配。
  就在近期的未来汽车将是更轻、更坚固,复合材料将成为主流。碳纤维的制造成本已经下降到了惊人的速度(见图表),尽管全碳纤维汽车仍将是罕见的,部分复合结构将变得司空见惯,甚至主流的汽车将使用碳纤维增强塑料门、面板,甚至是结构部件(可以粘接金属零件)。汽车材料的研发会扮演一个重要角色。
  减肥的目标也是源于CO2苛刻限制,意味着我们将看到更多的铝和增加使用高强度和超高强度钢。
  你已经读过有关汽车的性能和工程设计的变化趋势,我们希望你已经有了一些自己的评价。如果是这样的话,我们很乐意听到你的观点,因为我们要联合皇家艺术学院(Royal College of Arts)和普利司通一同创造出evo读者眼中的未来性能车。
  它是如何工作的?我们正在寻找你设想中的发动机和传动系统的配置和类型,有意思的底盘配置、座椅和车身类型。最简洁的是敞篷车,如果你认为你理想的未来性能汽车应该有三个座位、一个开放的顶部和中部安装电机驱动所有4个车轮,这也是一种对未来车的想法,我们期待你的观点。
  evo将集合大家的观点和想法,最终形成一个简洁的设计方案,然后皇家艺术学院汽车设计专业的学生将用两周的时间来营造这个简洁的方案。一个专家小组将评估学生的草图,然后图像将在网上公布。你将被要求投票选出你最喜欢的设计,最终的胜利者将出现在2014年初的evo上……
  大众XL1
  “好了,这感觉就像是在未来。一看到大众XL1的外形就会在你的头脑中画出一幅图画,驾驶着它经过一个太空时代的天空之城。这两个座位的跑车集合了一些大众即将推出的环保技术概念,它将进入有限生产的、只有某些人能买得起的汽车行列,其价格标签在10万英镑。
  这是支付数额巨大的汽车,甚至达到那些声称能够跑到480km/h的车辆,但价格并不接近其用于开发的数百万英镑。但越是接近它越是能感觉出它更像是一辆适合你的坐驾。
  动力来自于35kW两缸柴油发动机,发动机通过一个双离合器变速器驱动后轮。发动机动力与由可充电电池供电的20kW电机结合。
  你必须通过鸥翼式车门,会发现自己在机舱内的坐位很低,会很敏感地意识到驾驶舱的狭窄。启动很容易,只要按一下“on”按钮,选择“D”挡并踏下油门踏板。
  XL1在纯电动驱动下默默地离开,如果你一个大油门,或电池电量降得太低时发动机就会起动。它的质地略显粗糙,但并不令人讨厌。相当快速地在城市穿梭带来了赛车般的感觉,令人惊讶的是无助力且反馈很直接的转向操作还比较轻松。
  我们只有一个简短的驾程,陪驾人员坐在车内,在空闲的道路上它开起来还是很快的。抓地力水平可以考验轮胎性能。提升油门,选择汽车巡肮模式,使它的最大化效率更进一步提升。在制动时先轻压制动踏板,然后逐渐添加制动力,再生能源制动系统将快速夺回将要浪费掉的能源。
  它不是一辆跑车,尽管如此它仍然是一辆有趣的车。它在我的心中最终能得多少分?那就是2.8L/100km的油耗,但我没有直正去尝试。
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