奥迪 R8 之二 R8的底盘、传动设计概念

翻译 奥迪公司Horst Glaser 博士、Peter Kainz 发表于 Chassis Tech 2007 的文章 “Das Fahrwerk des Audi R8”

2. 奥迪R8的底盘概念

2.1 定位

奥迪在赛车研发中积累的经验及最新的研发结果（铝制车架、中置引擎、Quattro全时四驱技术）都为大功率跑车的研发提供了坚实的基础。

奥迪R8的设计在要求了对所有使用情况下的适用性外，还要求了接触的运动性能和无限的驾驶乐趣。它应该能适用于任何道路和目的：短途、长途旅行或者在赛道上行驶。R8这个新型的跑车应该能在如下的方面反映了奥迪公司的研发技术：

外型技术；

车辆动力学；

车身所具有的运动的风格。

R8也达到了如下的特征：

各种道路、使用情况下的适用性，及可靠性；

精密的设计与制造及轻量化设计；

奥迪公司的制造质量。

2.2 外型

奥迪R8之前的大功率跑车因为它们的动力系统及运动型车身的限制，而放弃了少部分的舒适型及实用性。而奥迪R8则将良好的运动型与高效的、基于人体工程学的空间利用、舒适性及适用性结合在了一起。

这个双座R8展示了一辆中后置引擎车辆的特征。较低的座椅使得车辆的总高降到了1249毫米。这样就使得R8具有了更小的迎风面积，因此改善了R8的空气动力学特性。虽然R8降低了座椅高度，但驾驶员向前的实现依然良好。最大可达到969毫米的驾驶员头部空间（座椅至车顶的距离）与良好的乘员肩部空间结合在一起，为身材高大的乘员也提供了宽大的空间。2650毫米的轴距在保证了直线行驶的高稳定性的同时，也为车内踏板按照人体工程学达到最佳排列提供了足够的空间。

R8外形尺寸

2.3 轴载荷的分配、整车质量及整车重心

在类似与奥迪R8的纯正大功率跑车上，中置引擎在理论上对于它们的轴载荷分配是十分理想的（56%-58%的质量分配在后轴）。此外较长的轴距及较低的整车重心也保证了较好的车辆动力学特性。基于碰撞安全性R8的燃料箱被安装于乘员座椅与整车动力总成之间。燃料箱靠近整车重心的这种布局也保证了在燃料箱不同的充满状态下，而轴载荷分配却近似於常量。

采用了ASF技术的、铝制冲压梁、铸件及钣金件的R8车身具有很大的优点，它使得R8的单位功率重量达到了3.7公斤/千瓦。R8近似于笼型的碰撞结构，加上特别坚硬的车身为R8精确的操作性及良好的舒适性提供了很好的先决条件。

为了保证R8有较低的整车重心，它的动力总成配备了干式润滑的曲轴箱及一个双盘离合器，它们被安装在了较低的位置。R8上大功率的变速器加上布置于主轴之上的差速器为保证传动轴的较低的装配位置提供了条件。

2.4 传动方式

R8的设计目标是十分明确的，即R8必须达到一个大功率跑车所具有的那种凌厉的加速度。因此它配备了高转速的4.2升FSI引擎，这个引擎具备了宽阔的转速区域及快速的功率输出特性。

作为奥迪的跑车所不可缺少的四轮驱动更是额外为R8提供了行驶动力特性及牵引力。奥迪公司为此研发了双Quattro驱动轴。R8标配了6档手动变速箱，当然按照顾客的意愿R8也可配备源于赛车技术的自动连续变速箱“R tronic”。这两种变速箱（手动的ML600-6A，自动的SL600-6A）被放置与发动机的后方。紧凑设计并用双盘离合器相连接的变速箱实现了低的整车重心及最佳的轴载荷分配。R8中奥迪新研发了前轮驱动轴通过变速箱的输出轴及一个万向节轴驱动。

基于中置引擎概念而带来良好的轴载荷分配，R8中加入了一个粘性轴间离合器。四轮驱动加上这个轴间离合器提高了R8的形式稳定性。在干燥路面上这个轴间离合器按照后轴的滑移率将驱动力的10%-35%分配给前轴。这就保证了整个车辆具有最大牵引力的同时也保证了一个跑车所具有的典型的、敏捷的行驶性能。

2.5 R8的空气动力学

R8量产车的气动布局继承了R8赛车版样车的布局。对于一个高速的跑车，空气在车顶与车底产生的压力差要重要于车辆行驶时的空气阻力系数。在R8上这个压力差通过在地板上几个磨平的扩压道产生。但让量产版与赛车还是有区别，例如：去掉了可以看见的扰流板；为改善对各种道路的适用性而调整的最大接近角、离去角。车辆行驶时流动的空气在车顶、车底形成的压力差与空阻系数之间的关系是正比关系（越高的压力差则空阻系数越大。正的压力差是指指向地面的压力），简单的说就是发动机必须为提高轮胎与路面之间最大可承受摩擦力而付出必要的功率。在同级别功率大于220千瓦的跑车中，R8在保证了这个高压力差的同时具有了最低的空阻系数 0.345 。R8 的设计中为了保证这个压力差，除了加入可伸缩的扰流板外，还加入了一个重要的设计，就是全包、带扩压道的底板。作用在前轴的压力差通过前扩压道及弹性前扰流部件产生。后扩压道及位于后轮之前的扩压道产生了作用在后轴的传动部件及后置的发动机舱引入了冷却空气。对于全包的车底，对发动机舱的散热控制尤为重要，因此在R8研发阶段，专门针对NACA–量孔的位置及大小的优化建立了有限元计算模型，以对发动机舱内冷却空气的流动进行模拟计算。同样在确定这些气流出口位置、形状时也利用了这个模型，以避免它们对整车空气动力学的不良影响。

R8 底板设计