1973:
新汽车概念持续占上风。突然间,后置发动机车型的未来变得渺茫未知,这让保时捷的研发人员和决策者也开始担忧。911 这九年来不但销售成绩优异,从经济角度来看更是畅销产品。但问题是:这还能维持多久?预言跑车末日的声浪越来越大,祖文豪森里有些人甚至认为 911 的潜能已用尽——然而, 一如后来结果证明,这是个错误。
当时在魏斯阿赫,以及不久前才启用的研发中心里,早已全面展开继任车型 928 的开发工作。这将是第一部搭载前置发动机的保时捷:4.5 升 V8 发动机,最大功率 240 马力。为了达到更好的重量分配,变速箱置于后桥,通过一根中央管道里的纵轴与发动机固定连接。当设计先进的 928 在 1977 年首度登场时,这个同样运用于 924 的所谓“变速驱动桥”原理并不是它唯一的创新技术。在操控性能方面,这部跑车也立下标杆:魏斯阿赫车桥“是底盘领域的革命性技术,直到今天仍是我们的工作基础”,保时捷底盘研发部门主管曼福列德・哈尔(Manfred Harrer)表示。
安全第一
魏斯阿赫车桥这个名称也代表“调节角度、自稳定补偿特性”,这项技术为保时捷解决了迫切的基本问题:越来越多的跑车化性能和轮胎可以实现更高的弯道速度,但却也同时导致车辆的操纵性不断挑战驾驶人的极限,有些甚至超过他们的能力。即使是那些看起来中规中矩的家用轿车,也突然变成大家口中的“寡妇制造机”,而跑车也被视为纯粹是男人的车。在高速过弯时,驾驶者如果将脚从油门上移开,必须要立即迅速地往相反方向转动方向盘,才能重新控制有时会突然失控的车尾。算得上全球最知名的消费者律师拉尔夫·纳德(Ralph Nader)于 1965 年在美国发表了一本名为《任何速度都不安全》(Unsafe at Any Speed)的书籍。顿时,汽车变成众矢之的。
即使是第一部 928 原型车也深受不稳定的转向特性所苦。原因是:车辆过弯时所产生的横向力让外侧车轮的外倾角转移至正值范围——这就好比人类的两只脚向外转。更糟的是:驾驶员在弯道处将脚从油门上移开时,车辆的重心不但向前移,反之也减轻了车尾负载。此外,发动机的制动效果将车轮轻微向外侧拉。另外例如在向右转弯时,负载较重的左后轮会朝向左,也就是“外倾”。因此,将脚从油门上移开,车辆就会在弯道处失控。
汉斯-赫曼・卜雷思(Hans-Hermann Braess)和格博哈特・鲁夫(Gebhard Ruf)尝试找出如何实现相反作用的方法——他们在保时捷研究新的车桥概念,并考虑采用所谓的弹性运动元件,简单来说就是位于车桥组件和车身之间的橡胶缓冲块。如果前桥悬挂点的缓冲块压缩程度比后悬挂点的大,并且在放开油门时通过产生适当的车桥运动来加强上述效果,那么就达到目标了:车轮会形成“前束”位置,也就是会指向弯道转向并稳定后桥。这听来容易,实现起来却非常困难。
“理论上,科学知识在 1950 到 1960 年代之间就对这个议题做出很好的解答了。但问题是要如何实际应用”,哈尔解释道,“当时只是缺乏 IT 能力和模拟技术来针对性地改变外侧后轮的走向。”
后座也有一个方向盘
在保时捷工程师沃夫恒・果里森(Wolfhelm Gorissen)、曼弗雷迪・邦特勒(Manfred Bantle)与赫尔穆特・弗雷格尔(Helmut Flegl)的带领之下,开始了艰苦的开发过程,其中包括一个即使从现今角度看来也会觉得古怪的实验:不但在一辆欧宝 Admiral 上安装了未来 928 的底盘元件,甚至在后座也装了一个方向盘。当邦特勒在前座驾驶时,华特・内尔(Walter Näher)——后来成为知名的赛车工程师——在后座模拟改变前束所带来的效果。结果:即使是很小的角度改变就足以稳定操控车辆,但是条件是必须非常快速——在 0.2 秒之内——才能达到追求的效果。
吹毛求疵的繁琐工作得到了回报。“凭借魏斯阿赫车桥,928 的转向行为突然变得更安全,没有转弯过度的情形了”,法兰克・洛维思(Frank Lovis)回想着他担任保时捷试车员的时光。“这部跑车在过弯时没有变得更快,但是对于一般消费者来说却更容易掌控。”
哈尔也再次强调魏斯阿赫车桥的重要性:“这项开拓性工作奠定了车桥运动学的基石,并且多年来在保时捷持续受到优化至完善。”这项技术已发展成熟并进入全新世代,当 993 款的保时捷 911 采用这个技术时,纵向和横向作用力都已全权在握。
“今天我们对于材料有更多的了解”,哈尔表示。橡胶轴承对他来说就是弹性体:高度精密化学复合高科技组件,具备优异的纵向伸展能力,凭借其超高阻尼特性可提供更多的减震和声学舒适度,而且耐用性超过车辆的整个使用寿命。
2018:
研发工作仍在继续。由于各种新车型的出现——从 SUV 保时捷 Cayenne 和 Macan 到运动型豪华轿车 Panamera,再到未来全电动跑车,结构空间也更为紧凑,魏斯阿赫车桥的优点必须不断地根据不同车辆概念受到调整。主动式系统很早就是车辆的一部分,例如最新一代保时捷 911 的主动式后桥转向系统,不但让经典跑车更灵活、更稳定,也更容易操控;或者是能量回收制动系统,哈尔预言保证会有“更进一步的变革”,因为接下来的技术里程碑已经在望;或者是底盘可以与其他车辆共享道路状况信息,在驶入弯道之前发出路面湿滑的警告;此外也包括电动马达,会针对每个轮胎施加适当扭力——这个技术称为扭矩引导(Torque Vectoring)——再次提升驾驶操控性。
尽管有了上述所有的电子和主动式底盘控制系统,哈尔对一点仍非常坚持:“原则上,我们的跑车一定都具备功能良好的平衡车桥系统。然而,有了先进的模拟技术,我们不用再试验 20 多种不同的防侧倾杆,而是大概只要三种。”
但保时捷画龙点睛的最后一笔,是任何技术都无法取代的:试车员的敏锐感觉和经验在未来也不可或缺。