撰文:編輯部,攝影:Lexus 提供
2017/05/07,點閱 3,557

豐田集團近幾年在研發模組化平台的成果上十分卓越,大眾化品牌Toyota發表了TNGA前驅模組平台,包含New Prius/Prius PHV,以及C-HR都採用這套技術;而在豪華品牌Lexus方面,則是發表GA-L後驅專用平台,在2016年相繼露臉的LS旗艦房車與LC雙門GT跑車,都是建構在GA-L平台之上,可說是豐田集團最新技術之集大成者。

Lexus LC以全新GA-L後驅平台為基礎,除了直覺聯想到的底盤、車體、動力系統之外,其實在概念上也涵蓋了外觀設計、安全防護與寧靜舒適性,總目標就是打造一輛完美無缺的後輪驅動車。

GA-L Platform:更臻完美的造車理念

GA-L新世代後驅平台有五大發展重點,首先是車輛的外型設計,必須能夠勾動人心、進而渴望駕馭它;發動引擎後,則能營造人車一體的快感,令人一二再再而三的熱情操駕;動力方面,則是以V8、V6 Hybrid兩套嶄新引擎,以及全新10速自排變速箱,強化性能表現;安全科技上,以Global top-level的標準打造主動式駕駛輔助系統,最後在Lexus三十年來引以為傲的NVH寧靜制震工程上,也是以全球第一為目標。

藉由以上簡述,我們可以發現GA-L模組化平台並不像其他汽車製造廠僅著重於底盤與車體結構部分,而是將車輛工程、設計中所接觸到的每一個環節,都納入全新的造車思維裡,以製造頂尖一流的車款為最高原則。

打造人車一體的物理慣性

在GA-L平台的五大方針裡,有一項是營造人車一體的駕馭快感,Lexus的工程師跳脫傳統底盤開發歷程,不針對懸吊、轉向各元件單獨調校,而是回歸原點,花費好一番功夫研究影響車輛動態的各項元素,其中一大重要關鍵,就是車身慣性。慣性是一種物理現象,運用在汽車工程上,只要將重心壓低,並且讓引擎越靠近車輛重心,動態表現就越是靈巧。

LC的前、後輪分別向兩側拉伸,擁有極短的前後懸,除了能降低視覺上與物理上的重心外,還落實前中置引擎設計使配重更加均衡。

LC的工程師以黃金比例原則進行車身配置,透過多項設計來達到均衡配重與低重心。首先前輪往前挪移80mm,大幅縮短前懸長度,並將引擎後移50mm,使引擎得以採用Front-mid前中置配置,讓引擎重量往車身重心靠攏,如此便可降低前軸負擔,使轉動方向盤入彎時有更敏捷的轉向反應;同樣的,LC的後懸也因為捨棄備胎之故得以縮短,讓軸距加長、四輪向兩側外張,構成相當穩固的車輛重心,最後將12V電池移到行李廂擺放,造就近乎50:50的車身配重。

LC的重心高度只有510mm,比同級競爭對手都要來得低,操控更顯平穩俐落,另外駕駛座就落在重心處,讓駕駛者更能掌握車輛動態。

而在降低重心的部分,採用以下諸多設計來達成,包含車高與引擎蓋高度降低 (重心降8.5mm)、CFRP輕量化車頂 (重心降1.2mm)、引擎降低10mm (重心降21mm),如此一來在過彎時可以減緩側傾,降低懸吊系統的負荷,操控性也隨之變得精準靈活。值得額外說明的是座椅位置降低10.1mm,且與車身重心的水平位移僅差130mm,使駕駛者就幾乎乘坐於車身重心上,其好處是車身的慣性變化及一舉一動都可從身體清楚判斷,不僅從中可感受豐富的轉向特性,也利於做出正確的操控指令,激發出底盤極限。

輕量化與高剛性

當車輛已具備優異配重與低重心後,還有什麼因素會直接影響車身慣性?答案就是重量。

當車輛的重量增加,無論過彎或煞車時都會飽受慣性影響,導致操控反應笨重;一旦經輕量化材質的運用,將可帶來脫胎換骨的敏捷度,這就成為GA-L平台的一大努目標,無論是LC雙門跑車或LS豪華旗艦都注入輕量化概念。

LC的車體結構採用輕量複合材質設計,大量鋁合金與部分CFRP及玻璃纖維,特別是懸吊塔部分,重量較傳統鋼材減輕42%之多,同時剛性不減反增。

LC的車身結構由輕量化複合材質打造,也就是針對不同部位的結構屬性,使用不同強度的鋼材、鋁合金、玻璃纖維、甚至CFRP碳纖維打造而成,這樣的構想與技術也是源自於LFA超級跑車的經驗傳承。使用鋁合金的部分相當廣泛,包含前保桿加強樑、懸吊塔、前懸吊樑、引擎蓋、前葉子板、車門,其中後兩者是Lexus首度採用鋁合金製造的部位;行李廂蓋外板則採用玻璃纖維製造,對於配重的平衡也有顯著貢獻。

至於成本昂貴、多半僅見於超跑的CFRP碳纖維材質,也成為LC的部分構件,包含車頂、車門內板及行李廂蓋內板。值得一提的是,以鋁合金打造的懸吊塔,重量較傳統使用一般鋼材要降低42%之多,但剛性卻提升一倍,輕量化的成效可說相當成功。

CFRP碳纖維車頂大幅減輕車頂重量,也使車身重心有效降低。

新一代的車體製造技術,可以同時做到輕量化與高剛性,也就是車身變得越輕,車體反而變得越堅固。以LC來說,車門防撞鋁合金鋼樑就採用航太等級製作方式,全車大量採用超高張力鋼板,後座與行李廂隔間採用鋼板設計,行李廂上方橫樑採用環型結構連接到輪弧上方板件,另使用雷射螺旋焊接技術噢加大車底膠合面積,讓車體剛性更形堅固,使LC在激烈操駕時不會導致車身變形,甚至在抗扭曲剛性部分,比LFA超跑高上一倍,除了讓操控回饋更直接俐落外,也能在遭遇緊急狀況時能有更好的應變與防護效果。

懸吊、避震器、煞車全面強化

接下來,我們進行底盤結構的解說,LC的前懸吊採用全新設計的多連桿,附有上下兩支支臂,當下支臂受力伸縮時,上支臂也會跟著位移,因此過彎時前輪仍與路面幾乎保持垂直,獲取最大貼地面積,增加指向及穩定性。其次,上下支臂採用的雙接頭擁有最佳化位置,讓轉向扭力與方向盤角度更趨一致;上下支臂的垂直距離也刻意拉長,可減少懸吊受力,增加穩定性。另外。前懸吊主要構件均採鍛造鋁合金製作,剛性更高,且輕量化可加速收縮效率,使行路與操控感更加優異。

LC的後懸吊也是採多連桿型式,部分構件也是以鍛造鋁合金製作,在設計概念上與前懸吊相近,利用上下支臂來達成最佳貼地面積,使後輪循跡性提升,足夠應付LC500高達477匹的馬力輸出,徹底發揮性能極限。

在避震系統方面,LC 500/LC 500h均標準配備AVS電子可調式阻尼,昔日的AVS僅有9段可調功能,新一代則大幅增加到650段,電子系統會依照路況、駕馭模式、操控激烈程度主動調整阻尼硬度,以更細微的調校提供更細膩的路感回饋,讓操控手感大幅升級。此外,因應LC的GT跑車本質,此套電子懸吊新增Comfort模式,可提升長途行駛的舒適性。

前後懸吊均採多連桿結構,藉由上下支臂的相對位移可使輪胎與路面保持最大接觸面積,增加貼地性,輕量化設計也能優化操控性與行路回饋感受。

為了能對應上477匹最大馬力,LC標準配置前6/後4鋁合金對向活塞卡鉗,搭配前338/後308mm大尺寸通風碟盤,以及高摩擦係數來令片,提供精準犀利的減速效能。另外前煞車通風碟採用兩片式設計,且帽端以鋁合金打造,兼顧輕量化與散熱效果。

標配LDH操控套件

電子化科技往往能發揮一臂之力,讓車輛操控性進一步提升,因此Lexus便發明一套LDH (Lexus Dynamic Handling) 動態操控系統,使旗下後驅車款擁有十分俐落的操控表現,而全新LC500/LC500h當然也標配此項套件。

後輪導入DRS主動轉向系統,在與VGRS可變齒比方向盤結合後,可發揮低速轉向靈敏、高速穩定舒適的操控特質。

LDH整合相當多的功能,主要有VGRS (Variable Gear Ratio Steering) 可變齒比方向盤與DRS (Dynamic Rear Steering) 後輪主動轉向系統,其運作原理為,當車輛低速行駛時,VGRS會把轉向齒比放大,同時後輪會與前轉產生反向角度,如此一來僅需些微的方向盤轉動角度就可達到比預期中更顯著的左右轉向。而高速行駛則正好相反,VGRS會縮小齒比以降低方向盤的靈敏度,同時後輪會與前輪同向轉動,可增加高速行駛穩定性。

最先進Lexus主被動安全科技上身,Lexus Safety System+列為標配

以最高標準打造主被動安全系統,也是新世代GA-L平台車款的一大訴求,LC 500/LC 500h在被動安全上,搭載全車8具SRS氣囊,主動安全系統則以VDIM車輛動態整合管理系統,將VSC、TRC、ABS、EPS、VGRS與DRS等多套電子系統統籌管理,當車輛出現駕駛行為異常或車輛即將失控時,就會主動介入救援,降低碰撞意外的可能性。

近年來Lexus研發的LSS+ (Lexus Safety System+) 安全輔助系統,也搭載於全新LC車款上,整合預警式防護系統感應式車距定速巡航系統、智慧型遠光燈、車道偏移警示含主動方向盤修正功能,另外,也搭載BSM盲點偵測警示、DSC誤入檔位動力限制系統等最新Lexus主動安全科技,為舒適的長途旅程再添一層保障。

LC的LSS+主動安全防護系統,可以更有效地提升行車安全,或是大幅降低事故的損害程度。