可变轴距为何难以实现?

autocarweekly 2022-05-24 12:50
  文 | 七号-宋

轴距决定着移动通行工具的操控性,可乘坐空间。设计心理学还发现,长轴距就像大长腿一样吃香。



然而现实要求我们在取舍中找平衡,比如想要操控好,肯定得优先选择短轴距。你说如果汽车轴距可变,不再需要精于算计,那得多好。


看似天马行空的可变轴距,离我们却并不遥远。去年,自行车行业巨头Giant推出的碳纤维砾石车型Revolt Advanced,可变后桶轴支架能将轴距加长10mm。砾石车相当于硬派越野车,轴距可变意味着更能灵活应对复杂路况。


它由Giant队与Josh Berry等赛车手合作设计。不过这款越野车的轴距得手调,不是自动可变


机动车领域也在尝试可变轴距


最近这些年,大家清一色追智能化,机械结构升级不多见。好在代表未来技术的概念车没有放弃尝试,比如Mobility-R3概念车,城市使用时,缩短轴距,灵活穿梭;高速行驶时,轴距拉长,重心降低,跑得更快。



四轮汽车自然也不会落下,奥迪skysphere在A柱前方的位置使用了一套伸缩机构来让车身向后拉长。



这款车的轴距伸缩范围达到250mm,Grand Touring模式下,车长5190mm;切换到Sports模式后,车长缩短至4940mm。尺寸和运动性变化,相当于一台奥迪A7L 45 TFSI S-line和奥迪A4L 45 TFSI quattro出现在同一台车上。


Grand Touring即常说的GT,豪华旅行车设定,对空间要求更高。Sports就很好理解了,运动模式


总之,从Mobility-R3和奥迪skysphere,释放了一个好消息,通过可变轴距,可以实现空间和运动性的灵活变动,以适应特定的驾驶环境。


可变轴距在新时代还有特殊优势


电动汽车为了更高的续航里程,选择将地板空出来,给电池包腾位置。下图从左到右依次为雪佛兰第一代Volt(2010年)、第二代Volt(2015年)和Spark电动汽车(2016年)的电池包,尺寸就越来越大。



如今续航里程焦虑依然存在,如何在车身地板塞入更多的电池,思路有三种:


1、比亚迪刀片电池,破除模组概念,电芯布满电池包,更节约空间;


传统电池包空间利用率一般在45%左右,CTP(无模组电池)电池包可将体积利用率提高15%-20%


2、奥特能平台电池包设计,采用叠加模组设计,往上探索空间;


叠加模组的好处是不需要对电池系统大幅更改,但会挤压车内空间,或者需要抬高离地间隙


3、雷诺Morphoz概念车可变轴距设计,配合可拆卸电池包调整容量。


除了运动性变化,Morphoz还希望通过可变轴距实现续航里程改善


比亚迪刀片电池是压榨有限空间,奥特能是尝试向上拓展,雷诺Morphoz则是通过前后方向拓展。


前两种比较好理解,并且已经实现了量产。我们详细说说第三种。Morphoz的变形是通过“主动车身”技术来实现,可对车辆A柱后部进行拉伸。


Morphoz能根据需求调整轴距和电池容量。比如城市模式下,轴距为2730mm,整车长度为4400mm,并使用一块40kWh电池组,续航里程约400km。



显然400km的续航里程只能将驾驶者封印在市区内,破解封印之法是在长轴距模式,它能将轴距扩展至2930mm,除提供更多乘坐空间外,还可以通过换电站增加一块50kWh电池组,续航里程可以升级至700km。


可变轴距被应用的可能性有多大?


早在2018年,美国专利商标局公布了铃木一项“摩托车动态可变车架”专利。这项技术能让摩托车根据不同路况和车手骑行风格,调整轴距和离地高度。


铃木通过调节后减震行程高度,并与一个连杆装置相连,将新型铰接式后摇臂延伸,从而改变轴距


然而从概念到现实,这一步可能有巨大鸿沟。


当时坊间一度传闻新款铃木隼将使用此专利技术,但事与愿违。去年亮相的第三代铃木隼,虽然使用了大量电控系统,但可变轴距未能同行。至于量产四轮汽车,使用可变轴距更是不敢有念想。


猜测铃木隼会使用可变轴距,可能与它是高速+灵活取向有关,通过可变轴距,这款车会被赋予更多个性


为什么实现可变轴距这么难呢?


了解这个问题,我们首先要清楚白车身结构是怎么样的。白车身地板,被分为前地板、中地板、后地板三块,它们通过焊接方式拼接在一起。所以如果要实现轴距可变,地板就必须装入伸缩机构。



像奥迪skysphere选择的是移动后地板。



雷诺Morphoz则是选择移动前地板。



这两种方式看似移动的方式不同,但本质需求是一样的——实现地板伸缩。


很遗憾,这些概念车型都没有公布内部结构,具体原因不得而知。但根据一般经验看,他们可能是采用了液压套管供力,地板可活动的模式。我们可以把它类比为抽屉原理,在纵梁上被安装伸缩槽,以此实现地板活动。



这种玩法在越野改装车领域已经有实现,下图越野车的轴距就能根据需求变化。原本不可能爬上的陡坡,通过轴距变化,被迎刃而解。



特别要说明下,汽车想要实现轴距可变,除了实现地板伸缩,A\B\C柱也要跟着变才行。下面是标准白车身,移动地板,A柱要跟着变。


此图仅作为白车身结构参考,不是Morphoz的白车身


按这个原理,你看雷诺Morphoz是不是有点怪?为何A柱完全没变化,地板却被拉长了呢?我想原因是它在下图方框结构处未被焊死,而是利用了类似抽屉结构,能被拉长。


此图仅作为白车身结构参考,不是Morphoz的白车身


所以看似一个简单的轴距可变,是牵一发动全身,白车身上有大量的关键结构要跟着调整。而且承载式车身的任务很重,要考虑空间(结构设计)、安全(碰撞强度)、舒适性(扭转刚度)、耐用度(白车身稳定性)。可以活动的结构,虽然对空间有利,但碰撞强度和扭转刚度会降低。


总结


自从交通工具被发明起来,人类对变形有着天生的迷恋。变形,意味着更多可能。可变轴距在汽车领域属于特立独行的技术,非常酷炫。而且它对运动性、空间和续航里程都有调整的作用。


当然,也不是说可变轴距就无法落实了。你看在越野领域,其实早就有改装爱好者玩出了可变轴距越野车。对于厂家来说,他们需要考虑这种结构能应用,怎么确保安全、舒适性、耐用度以及可维修性。好在能使用这种技术的汽车,肯定首先服务于不缺钱的大玩家,所以小批量量产也并非不可能。

autocarweekly 车不只是代步工具,还是生活的一种刻度。
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