從奧迪產(chǎn)品看奧迪車的主性能

董學(xué)鋒

（中國(guó)第一汽車集團(tuán)有限公司 研發(fā)總院，長(zhǎng)春 130011）

主題詞：奧迪轎車 產(chǎn)品性能 差異化

1 乘用車的產(chǎn)品性能

汽車主要性能包括動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性以通過性等[2]，但在公開的產(chǎn)品文件中，汽車的整備質(zhì)量、允許的最大質(zhì)量、發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩、燃油消耗量、最高車速、0-100 km/h的加速時(shí)間等汽車性能會(huì)隨產(chǎn)品一起發(fā)布或介紹，但制動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性以通過性方面的性能參數(shù)公開的很少，一方面非專業(yè)人員不一定都懂，另一方面用戶也不一定很關(guān)注，因此本文的產(chǎn)品性能僅局限于企業(yè)公開的產(chǎn)品動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性方面，以同一個(gè)企業(yè)的不同產(chǎn)品進(jìn)行縱向比較，理解不同平臺(tái)之間的差異及同平臺(tái)的不同產(chǎn)品的差異化設(shè)計(jì)[4,5]，鑒于同一個(gè)公司的產(chǎn)品開發(fā)的系列化，以及它們的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試條件、測(cè)試方法的同一性，使不同產(chǎn)品的性能結(jié)果具有可比性，本文以奧迪在中國(guó)市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品及產(chǎn)品性能為樣本[1]，對(duì)比評(píng)價(jià)奧迪不同產(chǎn)品的差異。

2 奧迪產(chǎn)品的整車質(zhì)量

2.1 整車的允許總重量

汽車有整車整備質(zhì)量、載質(zhì)量和允許總質(zhì)量，不同類別（用途）的車輛按不同的載荷進(jìn)行設(shè)計(jì)，不同汽車公司設(shè)計(jì)規(guī)范也不同，從奧迪產(chǎn)品系列的質(zhì)量數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析各種車型的允許總質(zhì)量與整備質(zhì)量的相關(guān)性?？纯磰W迪的不同車型的質(zhì)量及載荷定義，圖2-1是用奧迪的數(shù)據(jù)繪制的奧迪系列車型的整車最大允許質(zhì)量與整備質(zhì)量的關(guān)系圖[1]，不同車型的統(tǒng)計(jì)追蹤，得出不同規(guī)律性的結(jié)果是：SUV的整車最大允許總質(zhì)量的平均值為Gz=1.166m+207（其中m是整車整備質(zhì)量，Gz是最大允許總質(zhì)量）；轎車（大型的三廂式和小型的兩廂式）整車最大允許總質(zhì)量的平均值與整備質(zhì)量的關(guān)系為Gz=1.07m+346；跑車TT/TTS Coupe是Gz=m+340；R8 Spyder、R8 Coupe和TT/TTS Roadster是Gz=1.1606m，轎跑車的Coupe和Cabriolet則是Gz=1.07m+275。

2.2 最大的載質(zhì)量

圖2-1 奧迪整車允許質(zhì)量與整備質(zhì)量

如果把最大載質(zhì)量定義為最大允許總質(zhì)量與整備質(zhì)量之差，則將奧迪的系列轎車的最大載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量用圖2-2表示，TT/TTS Coupe的最大載質(zhì)量是340 kg；TT/TTS Roadster是 250 kg；R8 Spyder和R8 Coupe是270 kg；轎跑車的Coupe和Cabriolet的最大載質(zhì)量有 390、395、405、425 和 435 kg，平均值是410 kg；轎車的最大載質(zhì)量分別是420、435、450、455、465、475、490、505和525 kg，平均值是469 kg；SUV是450、465、495、510、515、550（650/7 座時(shí)）、585（685/7座時(shí)）、7座車在5座車之上加100 kg，5座的平均值是510 kg。

圖2-2 奧迪車的允許最大載質(zhì)量

3 奧迪產(chǎn)品整車性能

3.1 動(dòng)力的強(qiáng)勁度指數(shù)

在汽車的動(dòng)力性方面，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和整車質(zhì)量是動(dòng)力性的根本影響因素。鑒于轎車一般為5座，文中以整車整備質(zhì)量作為基本的重量（質(zhì)量）參數(shù)，以整車整備質(zhì)量（m）和發(fā)動(dòng)機(jī)功率（Pe）為橫縱坐標(biāo)，定義k=Pe/(35em)為汽車的強(qiáng)勁度指數(shù)(m的單位用t，Pe的單位是kW)，繪出不同的強(qiáng)勁度指數(shù)曲線，k=2.2、2.0、1.8、1.6、……0.6，把奧迪的整車整備質(zhì)量及相應(yīng)的功率值體現(xiàn)在圖3-1中[1]，從圖可知，所有點(diǎn)都落在k=2.2～0.6之間。

圖3-1 動(dòng)力強(qiáng)勁度

圖3-2標(biāo)注了奧迪的跑車、高性能運(yùn)動(dòng)型、以及運(yùn)動(dòng)型轎車所在的動(dòng)力強(qiáng)勁度的級(jí)別，跑車R8：R8 Coupe V10(K2.2～K2.0)、R8 Spyder V10(K2.0～K1.8)、R8 Coupe V8和R8 Spyder V8(K1.8～K1.6)；高性能運(yùn)動(dòng)型轎車：RS7 Sportback、RS5 Coupe、TTS Coupe(K1.6～K1.4)；RS5 Cabriolet、S6、S7 Sportback、S8、TTS Roaster、TT Coupe、S3 Limousine(K1.4～K1.2)；S5 Coupe、S5 Sportback、S5 Cabriolet、TT Roaster、TT Coupe(4X4)(K1.2～K1.0)；圖3-3標(biāo)注了奧迪的轎跑車及SUV的車型：A5和A7(K1.0～K0.8)；Q3、Q5和Q7(K0.8～K0.6)；運(yùn)動(dòng)型的SUV SQ5(K1.0)；圖3-4中標(biāo)注了轎車（A1、A3、A4L、A6L、A8L）所在的位置，從圖中可能看到，為滿足不同的需求，A8L裝有不同的5種動(dòng)力總成，外加混合動(dòng)力，動(dòng)力強(qiáng)勁度分布在（k=1.2～0.6）之間。

圖3-2 動(dòng)力強(qiáng)勁度(跑車及運(yùn)動(dòng)型)

圖3-3 動(dòng)力強(qiáng)勁度（SUV）

圖3-4 動(dòng)力強(qiáng)勁度（轎車）

3.2 動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性

動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性是矛盾的，也就是說，動(dòng)力性好的，一般燃油經(jīng)濟(jì)性就差。將動(dòng)力性（0～100km/h的加速時(shí)間作為橫坐標(biāo)，把燃油經(jīng)濟(jì)性作為縱坐標(biāo)，在圖3-5中引入Qc=35S-μ（Qc是NEDC工況的綜合油耗，S是0～100 km/h的加速時(shí)間），式中μ作為評(píng)價(jià)動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性的綜合指標(biāo)，定義為動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性指數(shù)，圖中給出了（μ=0.6、0.7、0.8、0.9、1.0和1.1）的等動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性線。μ越大越好，圖中的點(diǎn)是奧迪系列產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)（綜合油耗和加速時(shí)間）圖3-5中除A3 Sportback E（混動(dòng)）之外，所在點(diǎn)都在（μ=0.6～1.1）之間。在圖3-6中標(biāo)識(shí)出了奧迪跑車和SUV在動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性綜合圖的位置，奧迪R8 Coupe和R8 Spyder偏于動(dòng)力性，0～100 km/h的加速時(shí)間為4s左右，但燃油經(jīng)濟(jì)性14 L/100km左右；動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性指數(shù)介于0.6～0.8之間，平均在0.7左右；而奧迪的SUV基本在0.7～0.8之間，平均值在0.75左右。奧迪跑車TT和TTS,主要集中在μ=

0.9 ～1.1之間，是動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性兼顧的車型。

圖3-5 動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性

圖3-6動(dòng) 力經(jīng)濟(jì)性（跑車和SUV）

奧迪轎跑車和運(yùn)動(dòng)型如圖3-7，動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性指數(shù)分布在μ=0.8～1.0之間，主要集中μ=0.9附近。但相比之下RS5、RS7、S6、S7和S8更偏于動(dòng)力性，集中在線的左上部位；奧迪的轎車情況見圖3-8，主要分布于μ=0.7～0.9之間，集中靠近μ=0.8附近的較多。

圖3-7 動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性（轎跑車和運(yùn)動(dòng)型）

圖3-8 動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性（轎車）

3.3 基于整備質(zhì)量的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性

在中國(guó)和歐洲，汽車的燃油消耗限值是基于整車整備質(zhì)量和NEDC的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)工況制定的，整備質(zhì)量越大，燃油消耗限值也越大。圖3-9是奧迪產(chǎn)品的不同整備質(zhì)量下的綜合油耗，在區(qū)域外，奧迪R8和RS5因強(qiáng)化動(dòng)力性而油耗偏高，而A8L hybrid和A3 Sport?back E則因?yàn)橛昧嘶旌蟿?dòng)力，油耗很低。

圖3-9 基于整備質(zhì)量的燃油經(jīng)濟(jì)性

以整車整備質(zhì)量為橫坐標(biāo)展開的加速時(shí)間見圖3-10，總體的趨勢(shì)是質(zhì)量越大，汽車的加速時(shí)間越長(zhǎng)，最高車速為250 km/h以下一般轎車（包括SUV）主要集中在圖中陰影的范圍內(nèi)，只有特殊需求的高性能運(yùn)動(dòng)型或跑車，強(qiáng)調(diào)動(dòng)力性能，相比之下0～100 km/h的加速時(shí)間短，在圖中陰影的范圍之下。

圖3-10 基于整備質(zhì)量的動(dòng)力性

圖3-11的縱坐標(biāo)是最高車速，最高車速也是汽車的動(dòng)力性指標(biāo)之一，R8的最高車速300 km/h左右、其它都在250 km/h及以下。出于行駛安全的考慮，除特殊的車輛之外，車速設(shè)計(jì)限制不超過250 km/h，從高速公路的限速，到駕駛員的技能，再到車輛及輪胎的性能，都不允許車輛的速度過高。圖3-11（a）是奧迪跑車（R8和TT/TTS）,車速在250 km/h及以上，圖3-11（b）是運(yùn)動(dòng)型轎車或高性能運(yùn)動(dòng)轎車，車速基本是250 km/h；圖3-11（c）是轎車，個(gè)別高動(dòng)力的達(dá)到250 km/h，但多數(shù)在250 km/h以下。

圖3-11 基于整備質(zhì)量的動(dòng)力性

3.4 最高車速與加速時(shí)間

如果以加速時(shí)間為橫坐標(biāo)，以最高車速為縱坐標(biāo)，圖3-12，單從動(dòng)力性上說，左上是高動(dòng)力性能的車型，特點(diǎn)是最高車速大、加速時(shí)間短，但消耗動(dòng)能也大，油耗（或電耗）也高；右下動(dòng)力性有所遜色，加速時(shí)間長(zhǎng)、最大車速小，但動(dòng)能消耗也小，有利于節(jié)能減排；在奧迪車系中，動(dòng)力性能最好的車型當(dāng)屬R8，

表1 0～100 km/h的加速時(shí)間

圖3-12 最高車速及加速時(shí)間圖

其它車型采用了250 km/h的限速措施，最高車速為250 km/h的車型，以0～100km/h的加速時(shí)間排序見表1，共有19個(gè)車型可達(dá)到250 km/h的最高設(shè)計(jì)限速值。由于SUV車型質(zhì)量大，迎風(fēng)面積和風(fēng)阻系數(shù)也都較大，克服風(fēng)阻能耗多，因此與同樣質(zhì)量的轎車相比，動(dòng)力性會(huì)差些，奧迪Q3、Q5、Q7在圖中的底部，其它車型都在SUV車型之上，SUV點(diǎn)的連線也成了性能的墊底線。

3.5 汽車比功率與最高車速

按文獻(xiàn)[3]，汽車比功率描述為單位汽車總質(zhì)量具有的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，比功率的單位如果用kW/t，汽車的比功率為：

此處，mz是總質(zhì)量，為整車整備質(zhì)量m與EPA的試驗(yàn)質(zhì)量（即2×68 kg=136 kg）之和，汽車比功率與最高車速（比功率曲線）見圖3-13，此圖與文獻(xiàn)[3]轎車的比功率曲線表達(dá)相同的含義；奧迪車型的Wm做到了（3～4）×10-4(m2/kg)，說明在控制風(fēng)阻方面達(dá)到了較高的水平。

圖3-13 汽車比功率及最高車速圖

4 結(jié)束語

汽車開發(fā)要解決結(jié)構(gòu)、性能、成本和美學(xué)等問題[2]，文中的有些概念是利用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)理論，推演評(píng)價(jià)方法，有些是本人首次提出，比如利用質(zhì)量與動(dòng)力功率引出動(dòng)力強(qiáng)勁度指數(shù)，反映了人們常說的“推背”感；將動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性合成一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，強(qiáng)調(diào)動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性兼顧，用動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性指數(shù)來表達(dá)能源動(dòng)力利用技術(shù)水平的高低。