纳尔多技术中心:面向未来的汽车测试

公司业务

12.3.2020

纳尔德奥 2.0

全新的沥青路面,创新的防撞护栏系统和先进的数字化基础设施。在意大利南部富有传奇色彩的纳尔德奥汽车测试场,保时捷工程集团对环形跑道和动态测试场地进行了翻新。跑道经过翻新后,可在困难条件下在跑道上对车辆进行连续的高速行驶测试,以及试验车辆的各种新功能。

巨大的圆环在卫星照片中一目了然,这个被当地人称为“Pista di Nardò”(纳尔德奥圆环)的环形跑道直径达到 4 公里。1975年,菲亚特公司在这片最初计划用于粒子加速器项目的场地上建造了一条独一无二的汽车测试跑道。2012 年,保时捷收购了整个测试场,此后一直由保时捷工程集团负责运营这座以意大利阿普利亚海滨城市纳尔德奥为名的技术中心(NTC)。

测试中心的翻新工作于今年1月至7月进行,在此之前还进行了为期一年的准备工作。在七个月的时间里,保时捷工程集团总共翻修了 42 万平方米的路面,使用了 10 万吨沥青,动用卡车运输物资达到3,125 次。环形跑道上还安装了专门研发并已获得专利的防撞护栏系统。此外,在改建期间,保时捷工程集团还为测试中心奠定了数字化基础设施。

精密细致的作业:路面极为平滑,因为在高速行驶时,即使毫米级别的微小颠簸也会给车内带来明显的感觉。

环形跑道上沥青的铺装是一项巨大的挑战。“测试跑道上适用的标准与公共道路完全不同,”保时捷工程集团负责NTC翻新项目的项目经理马蒂亚斯·科斯特纳(Matthias Köstner)解释说,“在纳尔德奥的测试跑道上,测试车辆的性能将逼近极限,这意味着必须避免任何路面不平整和摩擦值的变化。”而且纳尔德奥环形跑道的形状也极为特殊,四条车道呈抛物线状由内向外延伸。外侧车道的坡度也会越来越陡,最外侧车道外缘的倾角要比地面高出25%。这样可让驾驶员在无横向力的影响下以每小时 240 公里的速度行驶。在内侧车道上,测试车辆的车速受到横向力的影响会相应地降低。

在铺设新路面之前,施工人员必须仔细打磨原有轨道的表面,并测试各种混合材料和轧路方式,仅用于施工试验的场地就有 1,000 平方米的大小。为了清楚展示保时捷工程集团对施工质量的严格要求,科斯特纳邀请每一名施工人员乘坐一辆保时捷 911 R 体验了一下极限速度的感觉。他回忆说:“许多人都脸色苍白,亲身体验之后,他们改变了对路面完美要求的看法。”

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最高车道外缘与地面 车道之间的倾斜度。

接下来又是一项特别困难的任务,需要在一条长约 13 公里的抛物线形陡峭弯道上铺上均匀的路面,不能有丝毫纵向和横向凹槽,而且路面向上弯曲的曲度要保持一致。为了战胜这一挑战,保时捷工程集团使用了桥式摊铺机,同类型的机器全球只有两台。这台重约 100 吨的巨型机械跨越整个跑道,并在履带上前后移动。跑道的几何形状可通过液压可调的安装装置进行调节和固定。这台机器每天可铺设 1,000 吨主要由碎石、砂以及沥青组成的路面。

无缝沥青路面

测试跑道的沥青材料采用特定配方,在沥青搅拌设备中生产后由重型卡车运输到建筑工地。桥式摊铺机通过一条输送带将沥青铺在车道上,并通过振动式压条将其压实。为了提高新铺设路面的质量和使用寿命,还需要用轧路机再次压实热沥青。轧路机的压辊根据车道形状精确停靠,并在车道坝顶由固定辊固定在车道上。该机器只需一个工作步骤就可以在 12 米宽的路面上铺设新的沥青层,在良好的天气条件下,可连续工作 48 小时无中断。这种作业的优点是不会产生任何接缝。

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多人在纳尔多技术中心工作。

新路面由几层材料组成。在最底部,施工人员先铺上一层细密的沥青层,以消除原有路面的凹凸不平并填补路面上的裂缝。沥青层之上是一层“加固网”,即使用玻璃纤维网加固的软沥青层。铺上温度高达 160 摄氏度、厚度 5 厘米的沥青层之后,软沥青层会融化,玻璃纤维网就会将上下两层沥青粘在一起。这种方式的效果很明显:下层和上层沥青之间的热应力被玻璃纤维网吸收,从而可长时间避免产生新的裂缝。

在此之后,施工人员又定期使用轧路机压实路面,以优化跑道的表面质量。“我们要达到的是让车辆在高速行驶时不会感到任何一毫米的颠簸,”纳尔德奥技术中心项目经理安东尼奥·卢兹(Antonio Leuzzi)解释说,“毕竟在这个环形跑道上车辆的速度可高达每小时 300 公里。”纳尔德奥测试中心对于各大汽车制造商的重要性并不在于创造各种记录,正相反,“我们这个测试跑道可在恒定条件下以及极端的连续高负荷下对车辆进行测试和优化。由于测试跑道的特殊形状和独特质量,我们可以长时间对比测试结果,这正是车辆系统不断改进的重要基础。”

履带上的巨型怪兽:重约 100 吨的桥式摊铺机负责铺设抛物线形的路面,确保没有丝毫的纵向和横向凹槽。

意大利南部的剪彩仪式:至 2019 年年中担任保时捷工程集团管理委员会主席兼纳尔德奥技术中心股东委员会主席的雷德民(Malte Radmann,左)与纳尔德奥技术中心总经理安东尼奥·格拉提斯(Antonio Gratis)出席剪彩仪式,宣布这条传奇测试跑道在翻新后再次投入运营。

获得专利的防撞护栏系统

环形跑道的翻新工作还包括对防撞护栏系统的修整。保时捷专门为纳尔德奥高速测试跑道研发并新建的解决方案已获得了专利。新系统由两个型材箱体组成,各带有三个防撞栏,其中一个专用于摩托车。系统内部的变形件可确保车辆即使在高速行驶时也能被拦截并被引导回车道,以防止车辆冲破护栏并避免过高的加速力作用在车内人员身上。“安全是我们的首要目标。为此我们进行了一百多次模拟和真实测试,以找到一个解决方案。”布拉格保时捷工程服务公司车身与安全部门的项目经理和高级经理雅罗斯拉夫·吉拉塞克(Jaroslav Jirásek)解释说,他的团队为此进行了大量碰撞计算。这套创新型系统还考虑到车辆重量的变化:比如如今的 SUV 车身重量在不断提高,但同时又能实现高速行驶。

在车道外缘的坝顶,保时捷工程集团还进行了第三项翻新措施,为未来技术的应用搭建IT基础设施。在坝顶的管道系统中也铺设了电缆和数据线,每 100 米就建有一个电缆槽,槽中可安装无线天线,由此即可采用最新的移动技术(例如 5G 技术)来测试车辆。这样,汽车制造商便能在真实条件下测试车辆的互联移动性并进一步研发,其中也涉及到驾驶辅助系统、高度自动化的驾驶系统甚至自动驾驶等新概念。

新测试拭目以待:除了环形跑道之外,面积达 10.6 万平方米的动态测试场内也铺设了新的沥青路面。

测试场拥有自主网络的优势在于,在这里可以出于测试目的关闭单个无线区域,或者能够可重复地更改传输速度,从而检查网络利用率以及网络干扰对车辆的影响。纳尔德奥测试跑道还着眼于未来的移动无线标准。保时捷计划于 2020 年在纳尔德奥启用新建的IT测试设施。

保时捷工程集团已投入 3,500 万欧元来翻新纳尔德奥环形跑道和大型动态测试场。目前,整个测试场可全年为汽车行业的客户提供服务,意大利南部宜人的气候条件也是这个测试场的另一项优势。仅在2018 年一年,就有 90 多家公司来到纳尔德奥,其中包括汽车行业的所有主要制造商。翻新之后,测试中心迎接的新客户也将日益增多。

高速下的极致保护

最高的安全性:全新的防撞护栏系统由两个型材箱体组成,各带有三个防撞护栏,其中一个专为摩托车设计。该系统内部的变形件可确保车辆即使在高速行驶时也能被拦截并被引导回车道。这套系统还考虑到车辆重量的增加。

综述

保时捷工程集团为纳尔德奥技术中心翻新了大部分路面、环形跑道和动态测试场,安装了获得专利的防撞护栏系统,打造了专为未来技术而设计的全新IT基础设施。但扩建尚未完成,公司计划进一步投资于电动汽车和自动驾驶等领域。

信息

本文首次发表于《保时捷工程杂志》2019年第2期。

文字:Mirko Heinemann
共同撰稿:Antonio Leuzzi、Matthias Köstner、Jaroslav Jirásek
摄影:Danilo Dom Calogiuri

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消耗数据

保时捷 911 R
二氧化碳排放量(综合):308 g/km
油耗:
市区:20.1 l/100 km
郊区:9.3 l/100 km
综合:13.3 l/100 km
能耗等级:
德国:G
瑞士:G