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世界顶级跑车动力性能

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:它们的部分动力性能参数如表2-5所示。在上述三款跑车中,唯独法拉利F430为后轴驱动,其他两款为前、后轴双驱动。F430之所以具有这良好的牵引性能,除了装备比对手先进一些的有关电控装置以外,它的发动机动力特性

世界顶级跑车动力性能

1.老牌著名跑车的动力性能

法拉利F430、兰博基尼Gallardo、保时捷911等跑车以悠久的历史闻名于世。它们各自的传统“相貌”特征如图2-7所示。它们的部分动力性能参数如表2-5所示。

(1)动力性能对比 在这三种品牌跑车中,功率最为强劲的当数排量为5.0L的兰博基尼-盖拉多。它V10的发动机在转速为7800r/min时就可以输出最大功率368kW,最高时速可达309km/h。

法拉利F430发动机是全新的V8。它没有采用它前身F360发动机的部件。尽管排量比F360增加了20%(从3586mL增至4308mL),但发动机重量只增加了4kg,最大转矩提高了25%,在5250r/min获得最大转矩465 N·m;最大功率提高了23%,在8500r/min时获得最大功率360kW;最高时速为316km/h。

保时捷911发动机是三者当中唯一采用具有VTG可变几何角度技术的双涡轮增压器,如图2-8所示,可使排量为3.6L的水平对置6缸发动机最大功率达到353kW,并且达到这个最大功率时只需6000r/min,显得比较轻松。

VTG涡轮增压技术:VTG是Variable Turbine Geometry的缩写,中文意思是可变几何形状的涡轮叶片。顾名思义,搭载VTG技术的涡轮,其涡轮叶片的几何形状是可变的。

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图2-7 著名跑车的造型

a)极具传统流线形的法拉利2005F430 b)线条流畅、棱角分明的兰博基尼2004Gallardo 5.0 MT c)具有“甲壳虫”基因的保时捷2005911 Turbo

其结构和与工作原理是:所谓的可变涡轮叶片并不是说涡轮叶片的刚性能够随意改变。VGT技术的核心部分就在于涡轮的外侧增加了一环可由电子系统控制角度的导流叶片。亦即涡轮的每一个固定叶片的外侧又连接了一个角度可变的导流叶片,如图2-8a所示。在系统工作时,发动机排出的废气会顺着导流叶片送至涡轮叶片上,废气的流量和流速由角度受控的导流叶片来调节,从而使涡轮的转速得到控制。

当发动机的转速较低的时候,废气压力较低,导流叶片打开的角度较小,如图2-8b所示。根据流体力学原理,在导流叶片出口处的气流速度会增加,到达涡轮排气侧叶片上的气体压强会增大,从而能够提高发动机低转速下涡轮的转速,减轻“涡轮迟滞”现象。

表2-5 三种现代跑车的部分动力性能参数

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图2-8 保时捷911Turbo MT装用的具有VTG可变几何角度技术的双涡轮增压器

a)911 turbo的涡轮 b)发动机低转速时导流叶片开度小 c)发动机高转速时导流叶片开度大

随着发动机转速的提高,导向叶片的角度逐渐变大,如图2-8c所示。当发动机达到最大负荷时,导流叶片完全打开,与主体涡轮固定叶片一起形成一个更大的叶片,达到大涡轮的输出效果。

VTG技术通过导流叶片改变废气作用在排气侧涡轮叶片上的压力,控制了涡轮的转速,从而控制了涡轮的增压压力。由于涡轮转速得到控制,增压压力也得到了控制。

有了可变涡轮叶片几何形状技术VTG,便能在较低发动机转速下达到较高的涡轮速度,气缸增压有明显的改善,发动机功率和转矩也相应有明显提升。在较低转速时可达到最大转矩,并能维持在一个较宽的转速范围内,即在转速1950~5000r/min之间,均可输出620N·m的转矩值。

保时捷2005911 Turbo最高时速为310km/h。

在燃油经济性方面,最省油的当属功率最小的保时捷911,它的每百公里测试油耗为16.7L;而功率最大的兰博基尼-盖拉多,毫无疑问是三者中之最,它的每百公里测试油耗为19.6L;法拉利F430则介于二者之间,每百公里测试油耗为18.4L。

(2)加速性能对比 这三种品牌跑车从0~100km/h的加速时间为:法拉利F430为4.0s、兰博基尼Gallardo 5.0 MT为4.2s,而保时捷911 Turbo MT为3.9s。仅从数字看来,虽有差别,但这微小的差别还不足以分出谁好谁劣,应算属同一档次。但从加速的稳定性上看,F430显得更好一些,在0~316km/h的整个加速过程当中,发动机转速一直稳定上升,其中没有任何间断怠慢,功率几乎呈线性关系,体现了F430稳定的加速性能。但如果保时捷911变速器选装了运动模式套件,不仅能对发动机、悬架、稳定管理系统(PSM)等进行运动化处理,还能具有“超增压”(Overboost)功能,这个功能一旦启用,涡轮叶片的角度就可得到调整,在加速踏板踩到底作全加速时,涡轮增压器的最大压力能从100kPa增加到130kPa,从而可以额外地增加60N·m的转矩,亦即发动机在2100~4000r/min之间的最大转矩均可达到680N·m,这一过程所需时间大约10s,这一功能用来起步、中途加速或者超车极具优越。

这三款跑车具有如此良好的加速性能是普通轿车望尘莫及的,例如上海大众帕萨特2.0L自动变速器款轿车0~100km/h的加速时间为12.8s。

(3)牵引性能对比 再大的功率也要有效地转变为汽车行驶的牵引力(亦即驱动力)才能发挥其作用。牵引力的大小与发动机转矩、传动比、驱动轮半径有关,同时还受制于胎地间的附着条件,驱动力的增加要与路面的附着能力相一致。

在上述三款跑车中,唯独法拉利F430为后轴驱动,其他两款为前、后轴双驱动。兰博基尼Gallardo前轮胎为235/35ZR19、后轮胎为295/30ZR19,车重为1430kg;保时捷911Turbo MT前轮胎为235/35ZR19、后轮胎为305/30ZR19,车重为1585kg;法拉利F430前轮胎为225/35ZR19、后轮胎为285/35ZR19,车重为1450kg。从以上条件看,在同一路面上F430的这些牵引条件并没有多大的优势,可是在测试中,F430从0~100km/h的加速时间只有4.0s,并且在这急加速过程中,驱动轮在地面上居然没有留下任何滑移痕迹,这说明法拉利F430发动机输出功率的牵引效率相当高,显示了良好的牵引性能。F430之所以具有这良好的牵引性能,除了装备比对手先进一些的有关电控装置以外,它的发动机动力特性具有一个独特的优点,这就是它在3500r/min时能获得80%的最大转矩,而这个转速正是F430起步所用的转速,此输出转矩可使驱动轮起步不打滑。这个优点也是F430与众不同之处,一般汽车在急起步或急加速的开始瞬间驱动轮常常伴有滑洩现象。

2.超大马力跑车的动力性能

(1)丹麦千马力超级跑车——Zenvo ST-1丹麦第一个超级跑车制造商Zenvo经过多年的开发,终于在2010年成功向全球推出限量15部的超级跑车Zenvo ST-1,绰号称“丹麦怪兽”,如图2-9所示。

这款跑车拥有全新的7.0L V8发动机,配有机械增压与涡轮增压装置,最大功率为812kW,最大输出转矩为1459N·m,最高时速限制为375km/h。车重为1374kg,在625kW的动力模式下,0~100km/h加速仅需3s。变速系统提供六速手动与七速双离合器自动变速器。动力系统提供“Wet湿滑路面”、“Sport运动”、“Race竞赛”等三种模式的动力控制设定,可由驾驶室内的一个按键轻松切换。即在“Wet湿滑路面”模式下,提供478kW,“Sport运动”模式下提供478kW,只有在“Race竞赛”模式下驾驶人才能获得全部的812kW。ST1跑车在138km/h的行驶速度下,综合油耗为13.5L/100km。

ST-1跑车不论是车体结构还是动力系统,完全由Zenvo独立打造,没有使用其他厂家的相关设计。ST1采用的轮胎跟保时捷卡雷拉GT的一致,是米其林Pilot Sport 2s,后轮为335/30直径20in轮胎,前轮略有不同,保时捷用的是265/35,而ST1用的是255/35直径19in轮胎。

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图2-9 “丹麦怪兽”——Zenvo ST-1超级跑车

(2)美国千马力超级跑车——SSC Ultimate Aero SSC Ultimate Aero跑车由美国Shelby SuperCar公司制造。它配备中置的6.4L排量、V8双涡轮增压的发动机,最大功率达940kW。最高速度为434.43km/h,0~100km/h加速时只需2.78s。后轮驱动,搭配六速手动变速器,轮胎规格为前235/35 YR19、后335/30 YR19。它的外形如图2-10所示。

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图2-10 美国SSC Ultimate Aero超级跑车

(3)德国千马力超级跑车——LOTEC Sirius LOTEC Sirius跑车由德国超级跑车制造商LOTEC制造。它配有M-BENZ的6.0L V12中置发动机,并辅以机械增压,在增压值为85kPa时输出功率就达到735kW,增压值为120kPa时输出功率为880kW。凭借钢质管状车架,加上碳纤维车体结构,将Sirius车重降至1280kg,0~100km/h加速成绩为3.8s,最高速度为389km/h。它的外形如图2-11所示。

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图2-11 德国LOTEC Sirius超级跑车

(4)超级跑车——布加迪威龙(BUGATTI Veyron)布加迪(Bugatti)是法国最具有特色的超级跑车生产厂之一,以生产世界上最好的及最快的跑车闻名于世。布加迪创办人Ettore Bugatti出生于意大利,这个以他的姓氏为名的车厂是以精巧的造车技术出名,其高级汽车的制造更是一流。

布加迪eb16.4威龙跑车被誉为“陆地飞机”,号称世界上跑得最快的汽车,其最高时速可达402km/h。它装有一台排量8L、双V816缸、4个涡轮增压器的后置发动机。最大输出功率为736kW;转矩:1250N·m/2200r/min。车身重量为1600kg,0~100km/h的加速时间为2.9s。配备7速双离合器式半自动变速器,油耗为22.98L/100km。

2009年3月首次量产。它的外形如图2-12所示。布加迪威龙(BUGATTI Veyron)发动机如图2-13所示。

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图2-12 布加迪威龙(BUGATTI Veyron)超级跑车

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图2-13 布加迪威龙(BUGATTI Veyron)发动机

(5)瑞典千马力超级跑车——柯尼赛格Agera R柯尼赛格是瑞典著名的跑车制造商,成立于1994年。它的创建者是瑞典人克里斯蒂安·冯·柯尼赛格(Christian von Koenigsegg)。

柯尼塞格Agera R搭载的是5.0L V8、双涡轮增压器的发动机,匹配7速双离合变速器。在使用E85型生物燃料情况下最大功率可达820kW,最大转矩为1200N·m,如果使用普通型95号汽油燃料,最大马力为690kW,而最大转矩为1100N·m,0~100km/h的加速时间为2.9s。包括飞轮、离合器、干式油底壳、进排气系统以及涡轮器在内的发动机重量仅197kg。其单体底盘仅重70kg,净车重为1330kg,在超级跑车领域中它是最轻的。百公里油耗仅为14.7L。

它理论上的极速可达440km/h,不过全部的Agera车型均限速在375km/h,如果条件允许柯尼塞格突破限制,使用440km/h的极速,这样它就将超越第二代的布加迪跑车,成为世界上跑得最快的量产车型了。它的外形如图2-14所示。

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图2-14 瑞典柯尼塞格Agera R超级跑车

(6)英国超级跑车——阿斯顿·马丁One-77英国阿斯顿·马丁公司是世界著名的跑车制造商。公司自1913年创立至今,已有近百年的历史。公司的两位创始人莱昂内尔·马丁(Lionel Martin)和罗伯特·班福德(Robert Bamford)遵循最高标准的原则,致力打造高性能和完美外形的高品质汽车。为世界推出了很多经典且全球闻名的车型。在阿斯顿·马丁汽车身上永远都体现着一种优雅与速度完美的结合。阿斯顿·马丁One-77就是经典的一例。

2009年,阿斯顿·马丁One-77以一款低矮的车身和遍布车身空气动力学部件的优雅外形展示在车迷面前。它具有一台7.3L V12的发动机,可输出功率550kW和750N·m的转矩。这款发动机要比装在前款的DB9、DBS上的V12发动机还要轻25%。最高时速为354km/h,0~100km/h加速仅需3.5s。匹配6速手动自动一体变速器。车身由航空专用铝材料制造,具有最轻最坚固的车身结构。它的外形如图2-15所示。

(7)意大利超级跑车——帕加尼Huayra帕加尼(Pagani)是一个专攻超级跑车制造的著名厂商,与大名鼎鼎的法拉利一样,诞生在素有超跑之乡美誉的意大利小镇摩德纳。帕加尼所生产的超级跑车以极致的性能、大量采用纯手工打造的精湛工艺、昂贵的售价以及订单生产的稀有产量而闻名于世。公司掌门人阿根廷人奥拉西欧·帕加尼先生就凭借过人的天赋一步一个脚印,创建了属于自己的帕加尼品牌。

1999年帕加尼推出第一代Zonda超级跑车。2011年春天,帕加尼在生产了Zonda车系12年之久后推出了第二代全新车系Pagani Huayra。帕加尼Huayra搭载特别由奔驰AMG定制的M158系列的6L、12V双涡轮增压后置发动机,并采用了新型的活塞、进气歧管来适应涡轮增压器性能,获得的最大功率为550kW,最大输出转矩为1100N·m,最高速度为370km/h。0~100km/h加速时间仅需3.3s。

与很多现代超级跑车不同的是,Huayra并没有使用双离合变速器,相反,他使用了一台七速变速器和双片式离合器,其目的在于减轻车重(双离合变速器会增加70kg的重量)。现在Huayra整个传动系的重量仅有96kg。帕加尼Huayra还使用了主动控制系统,车前部的离地间隙可以调整;汽车前、后部各设置两片可以独立动作的翼片,这些翼片可通过主动控制系统控制。这一主动控制系统与ABS、ECU等电子单元相连,这些电子单元将相应的信号传递给主动控制系统,主动控制系统即可根据当前车辆状态控制翼片来产生相应的空气动力学效应,使其高速稳定性与操控表现更加出色。它的外形如图2-16所示。

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图2-15 英国阿斯顿·马丁one-77跑车

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图2-16 意大利帕加尼Huayra超级跑车

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