底盤解析─Toyota GR Yaris - U-CAR特輯

編輯部

撰文

44,009

2021

8月

23

自從熱愛賽車的社長豐田章男上任之後,就為 Toyota 品牌注入了不少性能氛圍。除了優化品牌一般市售車型的操控表現之外,也成立了 GAZOO Racing 性能部門,專注於打造專屬性能車款以及統籌 Toyota 在全球參加的賽車運動。不過,在近年來 GAZOO Racing 部門所推出的產品當中,這次要介紹的主角 GR Yaris 可以說是獨樹一格的存在。

相較於與 BMW 合作而生的 GR Supra,GR Yaris 是為了參賽 WRC 所催生、完全獨立於既有產品線之外且自行研發的車款,縱使採用了 Yaris 車款之名,但事實上 GR Yaris 幾乎和一般市售的 Yaris 車款毫無血緣關係,三門掀背、四輪傳動、前後獨立式懸吊、手排變速箱、高性能渦輪引擎等設計,皆是為了讓 GR Yaris 擁有轉化為 WRC 賽車的優異體質,而這款違背了當前市場「跨界、自排、大空間、節能」等等熱銷元素的 Toyota 小車在全球上市後即大受歡迎,顯現出此車讓性能車迷難以抵抗的魅力與獨特性。

前懸吊

GR Yaris 前麥佛遜懸吊

GR Yaris 在前懸吊部分使用了相當普遍的麥佛遜式懸吊,除了結構簡單之外,麥佛遜懸吊長行程的優點也讓此車得以延續 WRC 賽車的靈魂。事實上,就連 WRC 賽車的前懸吊也是採用麥佛遜式懸吊,來達到超長行程的懸吊設定需求。

GR Yaris 麥佛遜懸吊架構

雖然是相當簡易的結構,但是仍然可以在一些小細節發現 Toyota 的用心,在 GR Yaris 前下支臂的後橡膠襯套上印有 GR 字樣,推測應該是專為此車開發的強化襯套零件,甚至可能整支下支臂都是專為 GR Yaris 所開發的部件,以達到更直接的操控回饋並且優化前懸吊的幾何角度變化。

GR Yaris 前下支臂襯套印有 GR 字樣

除此之外,GR Yaris 使用了直徑達 25mm 的前防傾桿,除了對應四輪傳動系統帶來的車重增加之外,也為行程較長的懸吊設定增加一些側傾抑制的效果。

GR Yaris 前防傾桿直徑為 25mm

後懸吊

GR Yaris 後懸吊架構

在掀背車款全面攻佔之下,幾乎所有現役 WRC 賽車的市售基礎車型都是後懸吊採用扭力樑設計的小車,而在轉化為 WRC 賽車之後則是依照賽事規範將後懸吊改為獨立式的麥佛遜懸吊來對應長行程的懸吊需求。然而,在這些 WRC 賽車之中僅有一個例外,也就是 GR Yaris。

雖然說後懸吊並沒有直接採用和其 WRC 賽車相同的麥佛遜式懸吊,但是為了保有 WRC 賽車懸吊系統的精神,GR Yaris 相當罕見的在此級距的小車上使用了後獨立式懸吊系統。

GR Yaris 後懸吊為獨立式結構,並且採用大節距的彈簧來達到長行程的懸吊需求

獨立式的後懸吊除了讓 GR Yaris 後輪擁有更優異的貼地表現,進而讓後軸穩定性與操控極限提升之外,也額外的降低了這類短軸距掀背車後軸的彈跳感,雖然不是此車的重點,但是帶來更加良好的乘坐舒適性。

GR Yaris 後軸不僅是用上了較為複雜的獨立式懸吊設計,為了把操控表現向上推升,在靠近羊角的支臂襯套都換成了魚眼軸承,讓後懸吊做動時的幾何角度變化更為穩定精準,也增加了後軸的路感回饋。這類將懸吊外側襯套更換為魚眼的設計,在不少高性能車款上都能見到,能夠在 GR Yaris 這款車上看到也代表著 Toyota 對於這款性能掀背操控表現的重視程度。而 Toyota 也為其後軸配置了 21mm 的防傾桿來抑制車輛側傾。

GR Yaris 後下支臂外側支點使用了魚眼軸承設計
後防傾桿直徑為 21mm

底盤測試儀及定位角度

GR Yaris 進行懸吊效能測試

測試儀的懸吊測試波形圖顯示出前後懸吊在左端高頻做動的時候有著起伏較大的曲線,代表這個區段的阻尼設定較能夠吸收顛簸路面和瞬間衝擊。隨著做動頻率向右降低,波形曲線也逐漸收窄,代表在過彎側傾、煞車等避震器做動頻率較低的狀態下,阻尼有著較強的設定。

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相較於過去測試過的一般市售車款無論高低頻區段都有著較大的曲線起伏,GR Yaris 如此一致的懸吊特性其實很接近一些性能跑車的設定,實際上路試駕,雖然因為長行程的懸吊設計還是有著一定程度的側傾,但是也可以感受到側傾到一個幅度時就會被撐住,接著展現紮實的阻尼設定將四輪緊貼於地面。

GR Yaris 進行定位角度測量

GR Yaris 的原廠定位角度也有著較為激進的設定。雖然 Caster 角度約為 5.5 度,算是較為中庸的設定,但是因應此車的操控需求,前輪 Camber 設定達到了負 1.8 度,總 Toe 則為趨近於零,大約在 Toe in 0.01-0.02 度的範圍;至於後輪的 Camber 角度為負 2.0 度,此車後輪的總 Toe 設定則落在 Toe in 0.2 度上下。這樣的設定能夠藉由較大的負 Camber 來維持過彎時輪胎的接地面積和支撐性,而偏小的 Toe 設定則可以帶來較為靈活的轉向動態。

傳動系統

GR Yaris 擁有專屬的四輪傳動系統

相較於市場上相近尺寸的小型掀背車來說,讓 GR Yaris 鶴立雞群的關鍵之一大概就是四輪傳動系統。而且這套四輪傳動系統除了使用電子式的多片離合器來控制前後輸出比例分配之外,前後軸也各自配置了 Torsen 式的 LSD 限滑差速器來鎖定左右輪,達成更完美的循跡性能。

在小型掀背車款上相當罕見的後差速器與傳動軸

除此之外,多數以前驅平台設計的四輪傳動系統,前後輪分配比例通常以前輪為主,後輪最多就只達到 50%的分配比。然而,GR Yaris 的四輪傳動系統在 Normal 模式為相當 Normal 的前 60%後 40%分配比,但是在 Sport 模式即可轉變為前 30%後 70%的偏後驅分配比來提高操控樂趣,至於 Track 模式則為了達成最佳抓地力表現鎖定為前後各 50%的動力分配比。

煞車系統與鍛造輪圈

GR Yaris 的雙片式前煞車碟盤與對向四活塞卡鉗

由於擁有達到 261 匹馬力的輸出,GR Yaris 當然也配置了效能優異的煞車系統來讓此車跑的快也停的穩。前煞車碟盤採用 356mm 直徑,並且運用鋁合金中心盤搭配鑄鐵外盤的兩片式設計讓煞車碟盤輕量化。後煞車碟盤也是直徑 297mm 的大尺寸配置,而無論前後碟盤皆是劃線通風設計,提高排塵與散熱效率。順帶一提,Yaris WRC 賽車在越野賽段的煞車配置為 300mm 碟盤,柏油賽段則是 370mm 碟盤。卡鉗部分為前對向四活塞、後對向二活塞,賦予 GR Yaris 良好的煞車效能,也因此即便在賽道上長時間激烈駕駛也未見大幅度的煞車衰退。

GR Yaris 的後通風煞車碟盤與對向二活塞卡鉗
GR Yaris 卡鉗的鋁合金轉接座

GR Yaris 更與 BBS 合作,設計出專屬的 18 吋鋁合金鍛造輪圈,提供這款有著 WRC 賽車魂的性能掀背專屬的視覺效果,也達成更輕盈的簧下重量和更高的輪圈剛性強度。

GR Yaris 的輪圈為 BBS 代工的鋁合金鍛造製品

其他還有諸多細節,包括平整化底盤、碳纖維車頂以及經過最佳化的空力設計,車頭保桿的四道進氣口更能夠分別為煞車系統和引擎、變速箱提供冷空氣,協助不同的運作部件散熱來優化熱管理效率。

GR Yaris 的平整化底盤
GR Yaris 碳纖維車頂
GR Yaris 車頭有著四道導風進氣口,分別為煞車系統和引擎室進行導風冷卻

摒棄了諸多商業考量,但是灌注了許多性能元素,GR Yaris 可以說是如今車界當中罕見的瘋狂作品。這樣一款獨特的性能車,獲得了大量的關注和討論,當然也有一些聲音認為「就是一輛 Yaris 而已」。不過,希望透過本篇較為深入的分析,能夠讓更多人了解,其實 GR Yaris,根本就不是一輛 Yaris,而是一輛有著 WRC 賽車靈魂與概念、獨一無二的性能小車。