它來,它來,它帶著500萬以內最好的車來。別罵,別罵,這回說的不是理想L9,而是一臺來自意大利的真·500萬以內最好的車——法拉利Purosangue。這名字不會念,沒關系。你可以用“法拉利那臺P開頭的車”來代稱它,畢竟正兒八經學過意大利語的人也屬實不多。
賣多錢不知道,別著急。美國售價 39萬美元乘以 2 ,得出 80 萬美元,再折合成 565 萬元人民幣,或許就差不多。
有什麼不起,這可太多:四門四座跑車,中前置自然吸氣 6.5 升 V12 發動機,百公裡加速 3.3 秒,四輪獨立轉向,6向底盤動態傳感器,世界首創主動懸掛……
等等,主動懸掛,世界首創?這該不會又是個營銷噱頭滿滿,實際效能空空的詞匯吧?
對一部分造車新勢力來說,或許是;但對法拉利來說,一定不是。
沒有電控,別談 500 萬
在揭秘這套名為 FAST(Ferrari Active Suspension Technology)的主動懸掛到底有什麼世界首創技術之前,我們來簡單復習下汽車懸架的入門知識。
首先,懸架是底盤系統的重要組成部分,是車架與車橋、車輪間一切傳力連接裝置的總稱,作用有二:第一,作為“橋梁”,傳遞車輪車架間的一切力和力矩;第二,作為“熨鬥”,熨平不平路面對車架產生的載荷沖擊,衰減由載荷沖擊引起的承載系統振動,保證汽車的操縱穩定性。
簡單來說,懸架是車輛在各種路面情況、各種車速條件下正常行駛的“守護神”。
其次,懸架的核心結構件分為三類:第一,彈性元件,也就是大傢熟知的彈簧,用來支撐垂直載荷,緩和和抑止不平路面引起的振動和沖擊。常見的彈性元件有鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、空氣彈簧和橡膠彈簧;第二,減振器,可迅速衰減汽車振動,提升汽車行駛平順性,增強車輪和地面附著力;第三,導向機構,負責向車架傳遞縱向力、側向力和力矩,對車輪的運動軌跡進行控制與導向。
懸架系統緩沖振動的路徑是:不平路面對車輪產生沖擊,車輪對彈性元件產生載荷沖擊,彈性元件振動,減振器工作,將衰減後振動通過導向機構的力矩傳遞,最終輸出到車架。
最後,根據懸架系統彈簧剛度和減振器阻尼比這兩個參數是否可調,懸架系統可分為三類:第一,被動懸架,彈簧剛度和減振器阻尼比均為不可調的固定系數,常見於中低端傢用車;第二,半主動懸架,彈簧剛度不可調,減振器阻尼比可調,比如 MRC 和 CDC 就是應用最廣的兩套電磁減振半主動懸架,常見於豪華品牌運動轎車上;第三,主動懸架,彈簧剛度和減振器阻尼比均可調,一般由空氣彈簧搭配電磁減振器,是中高端車型的標配,比如理想 L9、小鵬 G9 等均配備主動懸架。
空氣彈簧有許多門道,但不是法拉利 FAST 懸架系統的顛覆式創新點,這裡按下不表。我們先將視線聚焦在“減振器”上。
在科技力的加持下,減振器分化出兩條技術路線:非電控型和電控型。
非電控型減振器中最具代表性的“絞牙”避震相信大傢一定都聽過,作為賽車和改裝車的必備“補品”,“絞牙”是通過手動調整減振器上的部件,來改變阻尼特性,它一定程度上生動地體現非電控型減振器的特征。
電控型減振器則細分為:電液式阻尼可控、磁流變阻尼可控、電流變阻尼可控三種技術路徑,每種路徑都有各自天生的優和無法規避的缺點,目前沒有哪一種路線是具備壓倒性優勢的,所以各傢汽車公司的做法也都是按需所取。
從功能上看,減振器是一塊忠誠為彈簧服務的“海綿”:彈簧將“大能量一次沖擊”變為“小能量多次沖擊”,減振器將“小能量多次沖擊”變為“更小能量多次沖擊”。當然,沖擊產生的能量再怎麼緩沖也不可能變為零,隻能無限接近於零。
減振器利用活塞桿的上下運動,推動內部油液或其它滯性介質通過阻尼孔往復流動,通過通過調節阻尼孔面積大小實現不同阻尼比:縮小阻尼孔面積,減振器阻尼大,活塞桿運動慢,適合平穩工況;增大阻尼孔面積,減振器阻尼小,活塞桿運動快,適合崎嶇工況。
減振器內部灌註的液體除油液外,目前更先進的是磁流變液,通過磁場來改變油液內帶磁粒子的狀態從而調節阻尼。優點是靈敏度極高,一秒內的調節頻率高達上千次。
CDC 和 MRC 是市面上常用的兩種電磁減振器,CDC 控制電磁閥開度來實現阻尼軟硬調節,MRC 改變磁流變液的固液兩態來調節阻尼軟硬度。MRC 相比 CDC 零件少,反應快,可調范圍廣,可靠度高,唯一的缺點是貴。一套 CDC 花不到 5000 元就能落地,但一個 MRC 就要賣到 4000 元,單車價格 1.6 萬,也隻有豪華品牌的旗艦車型和超跑才舍得下這個本。
雖然現有的CDC 和 MRC 配合空氣彈簧,加上各傢汽車公司的調校經驗,可以在舒適性和操控性間找到一個相對不錯的平衡。但減振器工程師們也沒閑著,一直嘗試從“內”和“外”兩個方向,找到減振器新益求新的改革方向。
2019 年,奧迪在 A8 車型上下放來自 S8 的“預測主動懸架系統”,通過攝像頭、雷達等組成的傳感器陣列掃描路面,提前掌握不平整程度,進行分析後對懸架進行調整。比如前方突然出現路肩,在踩下剎車的過程中,懸掛阻尼變軟,車頭高度抬升,吸收路面振動。
這套工作法在如今的智能電動汽車語境下聽起來並不先進,但奧迪當時在A8 上落地一個很重要的創新點,向每個車輪內佈置一套尺寸緊湊的獨立輪邊電機、減速器、搖臂和連桿機構,通過車載 48V 電池系統供電,主要負責控制懸架的行程,最快可在 1/5 秒內汽車將懸架升至 85 毫米,且四個車輪的懸掛高度可獨立調節,整臺車可以在任何工況下主動控制車身配平。
奧迪沒有舍棄彈簧+減振器的懸架基本結構,但四個輪邊電機的運用卻讓奧迪大膽地去掉橫向穩定桿,其工作鏈路是:電機轉矩→減速器(速比 1:80)減速增扭→搖臂轉動→連桿機構→力矩傳遞至下橫臂→減少加減速俯仰和轉向側傾。
奧迪的這套做法,是以增加外部零件(電機、減速器、搖臂、連桿)的方式,改良減振器的工作能力。無可否認,這是近年來減振器領域進步幅度最大的科技創新,也是現有許多中國造車新勢力在努力嘗試學習和復制的做法。
但這一切,都在法拉利 FAST懸架系統前,黯然失色。
通上電,自己動
與奧迪A8 外增零件的做法不同,法拉利的選擇是在減振器的筒內大做文章,以“內生”的方式,提升整個系統的作動能力。
具體做法是,將 48V 伺服電機和減速器集成進基於加拿大 Multimatic 公司提供的主動式滑閥液壓減振器(TASV,True Active Spool Valve System)內部,形成一個外表看起來和大部分減振器沒什麼差別,但性能卻足以平碾行業且可以讓橫向穩定桿徹底退休回傢的“減振器 Pro”。
不大好理解對不對,沒關系,我們來庖丁解牛。
第一個詞:Multimatic,摩緹馬帝。
一傢成立於 1984 年,總部位於加拿大安大略省萬錦市的汽車零部件、系統和工程服務公司。排名不高,隻在全球百大零部件供應商名單中排名第 93 位;體量不大,在北美百大供應商名單中排第 56 位。但交付的產品卻不得不讓整個行業起立鼓掌:阿斯頓-馬丁One-77 、奔馳 AMG GT、雪佛蘭科邁羅 ZL1、雪佛蘭 Silverado皮卡、法拉利 SF90 Stradale 上的減振器,都是 Multimatic 研發制造的。Multimatic 有一個讀起來不怎麼順口的中文名:摩緹馬帝。
在減振器細分領域內,Multimatic 是星光熠熠的名字,也是性能的保證。2010 年,Multimatic申請一項創新懸掛減振器專利,代號 DSSV( Multimatic Dynamic Suspensions Spool Valve) ,即動態懸架滑閥。DSSV 作為公司拳頭產品在保時捷 911 GT3 、法拉利488 GT3 & GTE 、福特 GT GTE/GTLM 和紅牛 F1 車隊內都有過服役經歷。
簡單來說,全球高性能減振哪傢強,加拿大安大略找 Multimatic。
第二個詞:Spool Valve System,滑閥系統。
滑閥的工作原理是利用閥芯(柱塞、閥瓣)在密封面上滑動,改變流體進出口通道位置以控制流體流向的分流閥。在減振器內部,閥芯的不同位置,閥門窗口的大小和形狀共同決定著系統阻尼特性。
傳統減振器內部采用多個鋼制圓形薄片覆蓋活塞端口,讓它們在含有液壓油的管道內上下移動,以產生控制車身和車輪運動的力矩。這些圓形薄片的靈活性以及它們所覆蓋端口的大小和形狀,直接決定流體在活塞上方和下方腔室之間的流動特性。流動限制越大,阻尼力就越大,反之亦然。
原理沒毛病,毛病出在材料上。鋼制圓形薄片在長期使用中會出現疲勞,強度和剛度會隨疲勞程度降低。來自減振器密封件、活塞作動產生的金屬碎屑會夾在圓形薄片之間,改變它們的阻尼質量。在兩者共同作用下,性能車一旦積累較高行駛裡程後,操控性就會下降。
Multimatic 的 DSSV 保留充滿液壓油的密封管、活塞等傳統部件,將鋼制圓形薄片用一對空心圓柱形套筒取代,這些套筒彼此同心嵌套在一起,由一個螺旋彈簧將其分開。懸架受力迫使液壓油進入套筒腔,當內部壓力克服彈簧力時,一個套筒相對於另一個套筒輕微移動,孔洞揭開,液壓油移動到活塞的另一側。一個套筒閥調節壓縮阻尼,另一個控制回彈阻尼。
圓柱形套筒閥的精妙之處在於,部件不容易受到磨損或疲勞影響,螺旋彈簧的硬度、出廠的預緊力、孔洞的形狀三者合力交出一份極為順滑平緩的漸進式阻尼特性曲線。Multimatic 還開發出一個名為 SpecFinder 的軟件,駕駛者和工程師可以一鍵調整他們所需阻尼曲線的套筒閥位置。
滑閥系統是 Multimatic 的看傢本領,它毫無意外地成為法拉利搭建 FAST懸架系統的主心骨。
第三個詞:True Active,真·主動。
從字面上看,True Active 是真·主動,但更精準貼切的說法是:比舔狗更主動。
在 DSSV 的基礎上,法拉利在減振器內集成高功率密度液冷 48 伏三相無刷電機,與活塞桿的雙絲滾珠螺桿直接相連。電機根據減振器內液壓油的流動狀態和懸架作動情況,直接向阻尼器軸施加作用力,以此來提升液壓油的流動靈敏度,提升懸架整體的響應度,減少摩擦、慣性和封裝空間。
法拉利為每個阻尼器執行組件都裝上車載電機控制模塊,由車輛動態控制器統一對主動懸掛系統的各個功能單元實施電子化管理。出廠前,法拉利內裝已編程好的動態管理策略,以應對駕駛過程中可能出現的顛簸、起伏,以及其它可能影響車輛穩定性的情況。
Multimatic 對這套系統給出非常詳細的解釋:所有的阻尼器,無論主動還是被動,均為反應性元件,其設計思路是接收路面傳來的能量和駕駛員輸入的 G 力後,給出反應性控制動作。
但法拉利的思維是“主動介入”,通過施加足夠的力矩來移動車體,以預測道路幹擾或駕駛動作,從而在所有條件下實現最佳操控性能和乘坐舒適性。四個 48 伏三相無刷電機不是等待汽車碰上顛簸、起伏、轉彎,然後試圖控制外力對汽車的影響,而是根據汽車從個別轉彎處出現額外或減少的負荷時,就開始匹配預設策略,並在滾動、俯仰和搖擺三個方向采取針對性行動。因此,橫向穩定桿除增加整備質量,再無任何正面作用,退出是唯一選項。
說得再直白點,過往的車輛在行駛中遇到“推頭”,即“轉向不足”時,系統會根據當時車輛傳感器監測到的數據,來實時調整車身姿態,盡可能減少“轉向不足”對駕駛,尤其是安全方面的影響,“甩尾”,即“轉向過度”時同理。
但這樣的情況在法拉利 Purosangue 上基本不會出現,因為 FAST懸架系統會預判整車的“推頭”或“甩尾”趨勢,並據此作動,將“危險”提前扼殺在搖籃裡。當然,如果車主需要享受“推頭”或“甩尾”帶來的駕駛快感,也可手動調節系統介入程度,在賽道駕駛時為整車“松綁”。
一句話總結下法拉利 FAST 懸架系統的能力就是:通上電,自己動。
寫在最後
法拉利 Purosangue 是一座現代汽車先進科技的富礦,如 FAST 懸架這樣即便筆者費盡心思解讀,也不過是管中窺豹的前沿技術還有很多。
從賬面數據上看,法拉利 Purosangue 是一臺無限接近於完美的燃油車,它能滿足你一切關於陸地移動出行實際和不切實際的幻想。過往 75 年裡,法拉利每一次出手發新車,都能讓全世界的車迷和富豪的期待值拉滿, Purosangue 也不例外。
事實上,如果用“遙遙領先”四個字來提煉法拉利 Purosangue,多少有點格局太小,千言萬語都不如這六個字來得直接:
我,法拉利,打錢。