1989年達夫(DAF)推出了一臺名為FCV的概念卡車。說到FCV,我們現(xiàn)在通常會想到燃料電池汽車,然而達夫FCV并不是什么新能源動力車輛,它的動力系統(tǒng)跟傳統(tǒng)柴油卡車幾乎沒有差別。而從外觀上看,它也不是我們想象中那種特別酷炫的概念車,那它的“概念性”到底在哪兒?
達夫FCV是“Future Concept Vehicle”(未來概念車)的簡稱,雖說它沒有特殊的前沿技術概念,但推出至今近30年的時間里,應用在它身上的一些設計想法,在今天量產的商用車上得到了展現(xiàn)。
● 市場和法規(guī)驅使,歐洲卡車進入新型研究階段
達夫博物館里的FCV
80年代末,隨著歐洲經濟的強勢增長,卡車產業(yè)的銷售和利潤也在持續(xù)上漲。同時,運輸相關的法律法規(guī)也活躍了起來:首個限制車輛排放的規(guī)定——歐一排放標準將要實行;一些國家已經提出了車輛加裝限速器、防飛濺裝置、尾氣過濾等裝置的強制要求;車輛尺寸和總重也重新制定了標準以及嚴格執(zhí)行。
市場需求、法律法規(guī),是讓商用車產生改變的直接誘因。對這兩項因素進行評估、關聯(lián),并作出對應的解決方案,成了當時歐洲卡車廠商的重點研究項目。
概念卡車也是從那個時期開始興起的,不只是這臺達夫FCV,各大牌的概念車型也陸續(xù)出現(xiàn)在車展上。包括法國的雷諾、德國的曼恩和奔馳、西班牙的Pegaso(1990年被依維柯收購)等廠商,都展現(xiàn)了他們對未來商用車的構想。
● 吸收利蘭卡車技術后,達夫FCV以量產車為基礎
利蘭-達夫95型卡車
1989年的夏天,在吸收了利蘭TX450概念卡車的技術成果后(1987年荷蘭達夫收購了英國利蘭卡車公司),為了得到進一步的發(fā)展,達夫的工程師試圖將FCV研究項目放在一臺量產車型上,最后他們選擇了利蘭-達夫95系列卡車進行改造。
按照項目計劃,達夫FCV原本應該會有多種車型,比如不同尺寸、不同驅動方式等等,但最終他們只選定了5.24米軸距、6X4驅動的集裝箱運輸車為樣版。然而,這并不是一臺普通的雙驅載貨車,配置和設計布局上它的構思相當“奇怪”。
● 壓縮駕駛室空間后,如何提升舒適性?
1.頂置臥鋪
法規(guī)對車輛總長設定了限制,為了獲得更多的載貨量,歐洲多家廠商都嘗試過壓縮駕駛室長度,頂置臥鋪是一個解決方案,這也不是達夫FCV的首創(chuàng)設計了,而單排座位的長度確實是底線了。
單排頂置臥鋪駕駛室
2.平地板但高度低
駕駛位的高度不高,而下方是一臺11.6升的重型發(fā)動機,如果以現(xiàn)在的卡車結構來看,駕駛室內應該會有一個巨大的發(fā)動機隧道,但這車并沒有,它出乎意料的是平地板。這是由于發(fā)動機采用了下沉布局設計,往下再說說這底盤布局的精髓。
3.沒有登車踏板
駕駛室兩側沒有登車踏板,它配備了氣動臺階,在打開車門時會自動落下。好處是使得車門表面平整,有助于減少行駛中的空氣阻力。其實,這種設計很大程度上是“被迫”的:由于發(fā)動機附件布局緊湊,這兩側分別布置了水箱和中冷器,登車踏板的空間因此被占用了。
4.內飾舒適化趨勢
內飾配置較為特別的有伊思靈豪森的高端座椅,還有倒車影像(要知道2000年后電子產品才真正發(fā)展起來)。
事實上,有限的駕駛室空間和舒適性是相矛盾的,協(xié)調和平衡這兩者的發(fā)展一直都是卡車設計的研究課題。
● 車架為“減載”而設計,底盤件如何布局緊湊?
1.鋁合金箱型車架
時至今日,鋼鐵仍然是卡車底盤車架的主要材料,但當時達夫的工程師認為,鋼鐵質量太大,而且“過于堅固”——由于法規(guī)限制了車輛總重,高強度底盤對于物流車輛來說沒有太大必要。
車架高度很低,可載貨區(qū)域大
在考察了包括樹脂纖維在內的多種材料之后,他們選擇了鋁合金,并將車架做成了箱型。這種設計較為簡單而且相對成本低,也因此可以減少約10%的重量。
這種車架除了重量輕以外,還有就是高度低。使用尺寸為315/70R19.5的米其林定制小外徑輪胎,車輛載貨平臺的高度僅為85厘米,同時保留了22厘米的離地間隙。
2.發(fā)動機“下沉”和“前置”
發(fā)動機、變速箱、傳動軸等都焊接在這個箱型車架的內部,整套系統(tǒng)的高度都比較低。11.2升的重型發(fā)動機只有一小部分突出了車架,這就是為什么低矮駕駛室是平地板結構的原因。
發(fā)動機機體靠前布置,附件則放置在兩側
駕駛室是單排的長度,照理來說重型六缸發(fā)動機長度會超出駕駛室,與載貨區(qū)域產生干涉,但它并沒有。這是由于發(fā)動機放置在了車架的最前頭,而水箱和增壓中冷器等附件則放置在了車架的兩側。這使得駕駛室下方部件的布局相當緊湊,有點像前置前驅轎車的發(fā)動機艙。
水箱與車架形成一定夾角,有一定的迎風面積,類似于F1賽車的散熱器布局設計。中冷器之后集中布置了發(fā)電機、空壓機、液壓輸出裝置等。兩個散熱器分開布置,也能讓散熱效率提升,讓風扇的工作減少。
● 驅動形式、懸架設定、剎車系統(tǒng)
6X4雙驅雙轉向
達夫方面希望車輛采用雙轉向,以得到更好的機動性和減少輪胎磨損,另一方面又想獲得雙驅的良好驅動力,因而造成了沖突。最后的解決方案是,他們采用了一個“分配扭矩”中央差速器:1/3驅動力分配給第二軸(單胎),2/3驅動力分配給第三軸(雙胎)。
中間軸為單胎,可驅動可轉向
單胎的第二軸也可轉向,使用電動液壓系統(tǒng)控制。這種雙驅雙轉向系統(tǒng)被稱為DDDS,根據(jù)現(xiàn)今的歐洲法規(guī),DDDS可應用在總重為48噸的車輛上。
剎車盤“遠離”車輪
首先要知道,這車采用了前獨立懸架、后氣囊非獨立懸架,而制動系統(tǒng)使用了盤剎。這個盤剎系統(tǒng)使用了克諾爾定制的“氣推油”活塞卡鉗(氣推油確實是歷史產物了,后來的重型車都采用純氣剎)。
剎車盤和卡鉗在靠近車架的位置
由于輪圈。19.5寸),并且懸架布局緊湊,所以很難像常規(guī)車輛一樣布局剎車盤。他們將剎車盤往“里面”放置,繞開懸架并靠近車架。這種貌似迫不得已的做法,卻使盤剎的冷卻效能提升了6倍,也更容易檢查維護。
● 配件定制和“集約化”概念
除了克諾爾的盤剎系統(tǒng),多家零部件供應商提供了定制支持,包括ZF、海拉、博世、威伯科等。定制化的最大意義是最大程度上匹配車輛的設計需求,比如薩克斯-博格(Sachs-Boge)的減震器重新調整了阻尼,就是根據(jù)特定的車輛總重等因素進行設定的。
另外,車輛上的某些部件可實現(xiàn)兩個或多個功能的概念。比如駕駛室的管狀階梯支架,同時也用作儲存液壓油。讓整車的結構更簡單、零部件更少,這關于“集約化”的方向,也是目前一直在研究的。
● 關于達夫FCV:工程師在努力做些什么?
對于一臺貨車,我們看重的是它的盈利能力,其中一個關鍵點是載貨量。但由于法規(guī)的要求,整車的長寬高尺寸被限制,因此貨廂大小和駕駛室空間是相互制約的,也是相互矛盾的。工程師們一方面通過發(fā)展技術把兩者都做得更好,另一方面也在尋求一個平衡點。
除此以外還有許多矛盾點,比如現(xiàn)在為了滿足排放標準的后處理系統(tǒng),和車輛的耐用性、動力性是有所沖突的……在諸多條件的限制下,最大程度地提升車輛的盈利能力,就是商用車工程師們在努力做的事情。
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