董學鋒
(中國第一汽車集團有限公司 研發(fā)總院,長春 130011)
主題詞:豐田乘用車 產品系列 MPV
統(tǒng)計10年前豐田的全球產品,把豐田的產品按類別從上到下(跑車、SUV、MPV、三廂轎車、三廂轎車、旅行車)按車長度從左到右(車長長度增加)的依次擺放,形成圖1-1,跑車(2款)、兩廂轎車(14款),三廂轎車(18款),旅行車(4款),MPV及客車(10款),還有SUV(12款),10年后的現(xiàn)在,同樣將豐田的乘用車按兩廂轎車(8款),三廂轎車(13款),旅行車(3款),MPV及客車(10款),還有SUV(5款)列于圖1-2中。對比而言,總體上在品牌品種上有所減少,兩廂轎車、三廂轎車、SUV及旅行車都有所不同程度地減少。但MPV基本沒變,實際上都是9款,前者多算了Caldina 5座4X4,后者多算了(Hiace wagon 10~14座)。在國內外的車企中,豐田MPV的產品最多,各品種也各具特色,是MPV中的佼佼者,本文關注豐田兩廂和三廂轎車的外形尺寸和離地間隙。但重點聚焦于MPV,主要從整車主參數(shù)的角度(包括外形尺寸、車高、離地間隙、車內尺寸和車內面積等)進行一系列的比較[1]。從中獲得一些認識和啟發(fā)。
圖1-1 2005-2007產品
圖1-2 2015-2017產品
以車長和車寬為橫縱坐標,將豐田的8款兩廂轎車、13款三廂轎車展開于圖2-1中,在日本的汽車標準中,受日本道路寬度的限制,車寬1 700 mm是一個分界線,也是一個控制線,所以有些車尤其是在日本本土的汽車,車寬一般控制在1 700 mm以內,圖中給出了1 700 mm的水平線。日本的很多車,車型的車寬為1 695 mm,豐田的三廂轎車如Premio、Crown sedan、Corolla axio、Allion,兩 廂 車 如 Aqua、Porte、Ractis、Spade、Vitz;但在海外的產品就不受限于此。如果除去車寬為1 695 mm的樣本,則W=0.119L+1230,如選擇全部的樣本,W=0.108L+1259,式中W代表車寬,L代表車長。
在空間上,外形盡量小,在內部空間盡量大的方面,豐田公司很下功夫。圖2-2是豐田轎車的高度尺寸圖,以車長為橫坐標,縱坐標分別是整車外部高度、車內的高度和最小離地間隙。統(tǒng)計分析的結果是:在豐田的產品中,車長在4 350 mm以下的車型基本上是兩廂轎車,平均車外高度1 574(1 575)mm,平均車內高1 284(1 285)mm;三廂轎車的平均車外高度是1 479(1 480)mm,平均車內高1 200 mm。平均離地間隙為146 mm,如果表達成與車長的關系,則車外高的平均值為H=-0.0969L+1947.7;車內高度為Hn=-0.0948L+1655.2;最小離地間隙是Hl=0.0033L+131.41。
圖2-1 車寬與車長
圖2-2 高度尺寸
在豐田乘用車中,如將多于5座的客車或MPV(座位數(shù)6~9),包括豐田的Hiace wagon(座位數(shù)10~14)也放在一起,圖3-1,中有乘員數(shù)、車型外觀圖、品牌的英文名稱、發(fā)動機的最大功率扭矩(單位是kW/N·m)[1],混合動力車型的電機功率與扭矩,電動四驅的電機功率與扭矩;其中Sienta、Voxy、Esquire、Noah、Esti?ma、Alphard和Vellfire的7個車型有混合動力,其特征是電動機的功率與發(fā)動機的功率相當(略小一點),Es?tima、Alphard和Vellfire有四驅車型,但采用了電動化的四驅,即后輪用電動實現(xiàn)四驅,省去了傳統(tǒng)車上的分動器和傳動軸,本質上簡化了結構布置,減輕了整車的質量,用電動實現(xiàn)四驅也是未來的發(fā)展方向。
按日本的設計標準,乘客按每人55 kg計,也就是說,如果7人,則載質量為385 kg,如果是8人,則載質量為440 kg;如果建立與整備質量的關系,允許總質量可寫成Gz=1.0234m+347;載質量為Gj=0.0234m+347。在豐田的各MPV中,從說明書上看[1],Sienta(4X4)的載質量是330 kg;只有Voxy的載質量是440 kg,其它都是385 kg,Hiace Wagon的載質量是770 kg。
圖3-1 MPV系列
圖3-2 載質量和允許總質量
車長與車寬是汽車最基本的尺寸參數(shù),在圖4-1是豐田MPV的車長及車寬展開圖,圖中的背景數(shù)據是全球小客車(VAN)及MPV的長度和寬度的統(tǒng)計數(shù)據點,中心的斜實線是平均線,W=0.1824L+977,兩條平行線是偏差分別是50和100線,與平均線相比,豐田的MPV在車寬方面略小了一點,主要還是日本本土道路寬度的制的緣故。僅由豐田的MPV生成的趨勢線是W=0.2192L+725,圖中的粗虛線。
圖4-1 車寬與車長(MPV)
圖4-2是豐田MPV的高度尺寸隨車長的變化圖,同樣以車長為橫坐標,縱坐標是以整車外高度、車內高度和最小離地間隙為縱坐標,平均車外高度與車長的關系是H=0.487L—475;平均車內高度表達為Hn=0.2334L+265;平均最小離地間隙是Hl=0.0385L-24。日本豐田MPV最小離地間隙一般為160 mm,Hiace最小離地間隙180 mm。
圖4-2 車高與車長(MPV)
同樣以全球小客車(VAN)及MPV的輪距和軸距為背景,統(tǒng)計分析小客車(VAN)及MPV的輪距和軸距的趨勢平均線,得出Tr=0.2502WB+844,圖4-3中給出了帶寬±100、±50的線,主流產品在±50的范圍內,豐田的MPV在0~-50的范圍之間,兼顧了本土及海外的情況。Hiace wagon、Estima、Alphard和Vellfire的4款車,主要集中在平均線附近;而Sienta、Isis、Wish、Voxy、Esquire和Noah的6款車主要集中在-50線的附近。如果僅用豐田的MPV進行輪距和軸距的趨勢分析,得出Tr=0.4962WB+97。式中Tr是輪距,WB是軸距。
圖4-3 輪距與軸距(MPV)
對于MPV來講,車內的大小與空間更為重要,乘坐者希望有更大的空間頭部、肩部空間和肘部空間,有較大的內部長寬和寬度,即更大的內部面積;圖4-4是車內長和車內寬關系圖,Wn=0.2102Ln+922是車內長與車內寬的趨勢平均線,Wn式中Wn是車內寬,Ln是車內長,單位是mm。車型Voxy、Esquire和Noah是同一個金屬車身,或者說是共車身,所以內長和內寬在同一點上,同樣Alphard和Vellfire也是共車身,也是同一點。圖4-5是乘員艙面積(車內部長X寬)與外部占地面積(車外長X寬)的對比圖,其趨勢線是Sn=0.7362Sy-1.6233,式中Sn是車內面積,Sy是車外面積,單位是m2。由于內部的面積不同,從Sienta到Al?phard,隨著車內的面積的增大,座椅的可變性也逐漸加強,更加適用和多功能化,見圖4-6。
圖4-4 內寬與車內長(MPV)
圖4-5 乘員艙面積
圖4-6 內部座椅的可變性
中國隨著生育政策的變化,從而使得家庭成員結構發(fā)生了變化,MPV或將成為中國用戶大量需求的車型,MPV的研發(fā)與生產也許成為企業(yè)主要任務之一,在對奧迪的乘用車進行粗略分析[2,3,4]之后,補充豐田的MPV系列產品的主參數(shù),從總體上顯得更完整一點;圖5-1和圖5-2是MPV的座椅的可變性。
圖5-1 Noah的座椅及乘坐的變化
圖5-2 Alphard和Vellfire的座椅移動及乘坐的變化