Lexus LFA为什么这么特殊?(之一)

LFA怎么落后啦?

在过去5年的超级跑车市场里面,Lexus LFA是其中一款比较特殊的车型。为什么说它特殊呢?按照一些车评的说法:“刚上市就马上落后了”。

Lexus_LFA_1

他们这样说的确是有些道理的。举几个例子:发动机燃油直喷技术在同厂的2006款IS入门级轿跑上就已经采用;但2010年开始发售的LFA,发动机竟然连 直喷都没用上。另外LFA这个4.8L排量的自然吸气V10发动机,升扭矩输出仅有73.75 lb-ft/L,这个连目前一些普通的家用轿车都能比得上。除此之外,我们都知道双离合变速器已经在行业内很普遍了,但LFA还是采用落后的单离合自动变 速箱。

硬件上落后一些也就算了,实际成绩假如不错的话那还说得过去。但问题是由于硬件上的限制,直接导致了LFA的一些赛道成绩不怎么领 先。比如说媒体实测的直线加速,LFA都要明显差于同级别的竞争对手(类如McLaren MP4-12C、蓝宝坚尼Gallardo LP 570-4等等这些);甚至比LFA还便宜不少的法拉利458的成绩也要更好一些。所以这样第一眼看上去,LFA似乎是要你出更贵的价钱,却买到比别人更 差的性能。

按理来讲这种产品绝对会砸掉自己牌子的。那为何Lexus不单止要把它拿出来卖,甚至还大力宣传?更奇怪的是这车全球限量500辆,现在早就已经卖光。这些事实看上去很违背常理,为什么呢?

原因在于,对于这种级别的跑车我们不能光看表面,而是要深入看一些内在本质的东西。实际上Lexus LFA这台车里面低调地隐藏了很多很厉害的技术和设计,因此它可以说是超跑界里的隐士。下面请让我来简要介绍一下。

碳纤维车身

首先我们来看一下上面提到的发动机和变速箱的种种落后现象。造成这个的原因在于LFA的开发周期实在是太长了(长达10年),导致一些部件在最终发布时落后于最新的形势。

LFA之所以花了这么多时间来开发,是因为设计方案在中途作了一次巨大的改变。LFA项目是2000年建立的,当时车身材料使用的是铝合金,并且原型车的开发在2005年的时候就已经基本上完成了(可以定型量产)。

客观来讲不单止在当时,就算现在来看全铝合金车身其实也可以算是比较高规格的设计。但LFA团队偏偏就在那个时候着了魔,想要精益求精、追求极致的完美:他 们认为用铝合金来造车身还是太沉重,会影响整车的性能,所以决定用碳纤维来建造LFA的车体。这意味着除了动力系统和悬挂之外,其余的设计基本上是要推倒 重来。因此又多花了5年时间。下图里的就是LFA的碳纤维车身(它发动机舱的一部分结构件还是由铝合金制造):

Lexus_LFA_Carbon_Fiber

丰田(包括Lexus)有一个特殊的习惯:很少去购买别家现成产品和技术,主要部件全都由自己来开发。对于LFA也是:本来市场上已经有几家专门搞碳纤维部 件的专业厂商,但丰田决定一切都自己从头搞起,包括有关碳纤维的编织、各部件的热成形、接合技术、碰撞安全等等——从基础性研究到工业应用,全部做了一 遍。5年时间就是花在这上面的。下图展示的是LFA车身的结构材料(碳纤维材料也可细分为三种)。

Lexus_LFA_Construction

当时丰田咨询过富士重工这个项目的工作量。 富士重工的科研人员告知他们,光是材料研究这一步可能就得花上10年时间。但丰田的工程师通过努力,最后只花了一年时间就完成了这一步。

到这里有的读者可能有这么个疑问:就算LFA整个车架都是碳纤维造的,那这也不算行业里唯一的;在LFA之前起码还有奔驰SLR McLaren、阿斯顿马丁One-77这两款超跑也是用了碳纤维车架。那到底LFA在这方面有什么独到之处呢?

99%的人肯定都没听说过:扭力管

要回答上面那个问题,我们来看看LFA的布局结构:它的V10引擎放在车头驾驶舱前面;但跟大部分前置引擎的跑车不同,LFA的变速器是安装在车尾那里的。 这样子的好处是可以让车子前后配重比较均匀,有利于操控。但这个设计同时意味着必须有一根传动杆从车头发动机飞轮(或者跟飞轮连接的离合器)那里引出来, 连接到车尾变速箱那里去。这根传动杆的转速跟发动机转速保持一致,因此对于LFA来讲最顶峰的时候每分钟转速将会高达9500转。这样子就需要有一个结构 部件来承受车头发动机输出的扭力,来使得发动机+车尾变速箱合在一起成为一个坚固的整体。下图展示的正是Lexus LFA的整套动力系统,里面就包括了这根扭力管。

Lexus_LFA_2

这就是所谓的“扭力管”的来由:大部分前置发动机+后置变速箱的车子,两者之间通常需要有一个圆筒形的结构件(扭力管)连接,扭力管的两端分别固定在前端发 动机和车尾的变速箱的外壳上面,然后传动轴从扭力管里面穿过。这个扭力管需要承受很大的力量,所以一般都是由轻质、高强度的材料来制作。比如说第六代雪佛 莱Corvette,这个部件由铝合金制造;上面提到的阿斯顿马丁One-77高级一些,所以用上了镁合金。但LFA这个更加厉害,整个扭力管都是纯碳纤 维造的,这一点就相当给力 了。目前据我所知,采用了全碳纤维的扭力管除了LFA之外,只有去年刚刚推出的第七代Corvette Z06才有。下面这张是LFA上的这根碳纤维扭力管的现场照,中间黑乎乎的那根粗管子就是。

Lexus_LFA_Torque_Tube_2

除此之外LFA的碳纤维车架在制造工艺上也有不少独特之处。举个例子:碳纤维部件的接合不能像金属材料那样去焊接,而是只能通过工业强力胶水来粘合,还有就 是使用螺丝钉来紧固。但是碳纤维这种材质比较特殊:它虽然硬度高,但比较脆,使用螺丝钉上紧的时候假如用力太大它就会裂掉;另一方面,螺丝假如不上紧的话 车架的整体抗扭刚度就上不去。因此在制造LFA碳纤维结构件的时候,Lexus的工程师别出心裁,在需要上螺丝的地方先内嵌好一小块开好螺纹的铝合金板, 螺丝的力量施加在铝合金板上。这样子在接合的时候就可以把螺丝拧得很紧,又不会担心碳纤维件裂掉。

好了,我们今天先聊到这里。在第二集里面我将会说一说LFA另外几个很NB的地方。超哥谈LFA这系列文章将会一集比一集更加精彩;这个第一集只是开胃小菜,接下来正餐要准备上桌了!

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