保时捷的绝活 为什麼Porsche 911 Cabriolet能比上一代更轻?

全新第八世代Porsche保时捷911,相较于前一世代,911 Coupé 拥有更优异的扭转刚性及抗弯能力,而敞蓬车款911 Cabriolet,表现更加轻盈、更稳定。其中Porsche 911 Cabriolet车身多样化的创新轻量化组件,包含更高比例的铝合金、更少钢材,并採用全新复合式材料,也减去了7%的总重。


▲保时捷911 Cabriolet车身拥有更多样化的创新轻量化组件,使车辆总重减轻7%,却不牺牲车身稳定性、刚性及安全性


敞篷车的A柱是确保乘客安全的重点,保时捷911 Cabriolet使用特殊塑料创造出的混合材质打造911的A柱结构,取代了先前以钢材制成的管状强化结构,重量减轻了 2.7 kg,车身重心也随之降低;两者对跑车的操控性都有着直接影响。

复合组件由三种材质组成:俗称的「Organo」鈑件、额外的铸造横樑与高强度填充泡沫结构。Organo 鈑件是经过玻璃纤维强化而成的塑化料件,经过预先编织而成,为强度极高的半成品。鈑件在历经切割、重新塑形等的繁复的制程后运用在 911 Cab-riolet车体。在同样制程中,鈑件会加上平板横樑的压铸塑胶,最后再附上一层高强度填充泡沫结构。高强度填充泡沫结构在经过车身涂装过程中的高温时会膨胀,藉此强化A 柱内部结构。A 柱本身由超高强度的金属鈑件制成,包含硼钢。


▲特殊塑料做出的混合材质,让保时捷911的A柱结构在意外发生时能更加确保乘客安全


全新 911 Cabriolet 更精进的轻量化设计源于更高比例的铝合金。除了前后叶子鈑,车身外壳也全面採用轻量化铝合金;全新设计的车门完全以铝合金制成,在减轻车重同时保留优异稳定性及品质。

除了高强度钢材,车体也使用了更高比例的冲压铝合金,包含车头与车尾的纵向构件、门槛内外侧以及车底强化组件;比例由先前的 3% 提升至 25%。保时捷也在全新911中应用更多铸造铝合金组件,如车头的弹簧柱固定座、车尾管状外壳、车尾纵向构件,与缓冲组件固定座。冲压的优势在于,无论复杂的几何外型,都能以一体成型的方式制成。强化机制与螺栓接合处不再需要另行生产与焊接。模组因此更轻,制程也更有效率。

铝合金冲压组件始终有着一项挑战:冲压后必须进行热处理。为使材质拥有防撞特性,热处理是不可或缺的一步,是项独立且耗时、耗能的制程。针对全新 911,保时捷利用涂装过程产生的温度为冲压组件进行最后处理。

理想的接合技术皆取决于材质与制程,这包含了焊接、黏合、压铸、螺钉接合等,而全新 911 所採用的方式超过 10 种。其中一项新技术就是摩擦熔接,利用埋头螺栓连接铝合金和钢制组件。这项技术中,钢制螺栓被挤压至铝合金中,挤压的高速使得埋头螺栓与钢制组件接合,创造强度极高的接合作用。

▲保时捷设计团队使用更高比例的铝合金与全新复合式材料打造全新 911 的车体