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Porsche - 重压之下

重压之下

自 1974 年以来,911 Turbo 的水平对置发动机就被视为该技术的标杆。本文将为您介绍部分重要的发展成果。

宾虚(Ben Hur,同名电影主人公)这样评价为他牵引战车的四匹战马:“它们每一匹都有鹰一样的速度和狮子一样的力量,但如果它们不学会齐头并进,那马车就会散架”。古希腊的战车驾驭者也有他们的驾驶艺术,因为想要控制这些狂野的阿拉伯宝马绝非易事,不仅要命令他加速,还要掌控住方向。上世纪七八十年代的 Porsche Turbo 同样无比狂放,很难驾驭。所以,祖文豪森和魏斯阿赫的工程师们决定在保留赛车基因的前提下更均衡地分配力量,同时还要做到尽量节省宝贵的“饲料”——一种液态的碳氢化合物,也就是我们熟悉的汽油。

就在其他汽车制造商还停留在追求大排量的阶段时,Porsche 就已开始将涡轮增压发动机推向  一个新的领域——普通街道。无论是搭载了一台还是之后的两台涡轮增压器,由于八缸或十二缸的 911 车身轻灵而修长,因此没有多余的空间作为气流通道输送到发动机,这其实在一定程度上是  一种牺牲自身运动性能的“健康食谱”。因此,从 1974 年的六缸发动机到如今的最新款,排量也只是从 3.0 增加到了 3.8 升,但功率却增加了一倍,从原先的 191 kW 提升至 991 Turbo 的 383 kW (991 Turbo S:412 kW)。

Porsche 的工程师们还必须克服一个物理现象——惯性定律,它提出任何物体想要加速,都必须要施加一个推力。涡轮增压发动机的涡轮机同样符合这一原理,只需轻踩油门,涡轮机便会在很短时间内达到将近每分钟 200,000 转。只有当足够的炙热废气流入涡轮机,压缩机才可以源源不断将空气输送给发动机。因此,Porsche 从 1977 年开始就为 911 Turbo 车型配备了中冷器。因为冷却气体比热气所占容量少,所以可以提高氧气的传输速率。作为长久以来该技术的标杆,接下来为您介绍涡轮增压发展史上的其他几个重要的里程碑。

1977 中冷器
911 Turbo 3.3 (930)

中冷器(上图)可以提高换气效率,增强功率。

1990 金属催化转换器
911 Turbo 3.3 (964)

在九十年代,涡轮增压技术发展迅猛。首先一个原因是尾气排放标准越来越严格,而向来追求完美的 Porsche 对已经投放市场的尾气催化转换器并不满意。他们寻求和当时一家很小的供货商合作,最终研发出一种金属作为载体的催化转换器,取代了以往普遍的陶瓷载体。由于金属受热更快,所以金属载体的催化转换器达到工作温度的速度更快。除了金属催化转换器之外,Turbo 还配备了采用 Lambda 控制回路的 K-Jetronic 机械式燃油喷射系统,一个电子图谱控制点火装置,以及一个更大的中冷器。

1995 双涡轮增压
911 Turbo (993)

不同于以往,993 Turbo 搭载了两台小型的涡轮增压器,双涡轮增压也就此诞生。这种组合的方式起到了一加一大于二的效果,因为小型的涡轮增压更快,且惯性也更小。相应的,993 Turbo 从低转速区域的加速能力明显增强。而车载自动诊断系统 II(Onboard Diagnose II System)的运用,使它成为世界上排放量最低的量产汽车。

2000 VarioCam 升级版
911 Turbo (996)

除水冷式发动机外,可变气门调节 Vario­Cam 升级版也在千禧年正式面世。它的名字听上去很复杂,其实作用却出乎意料的简单:如果驾驶者要求性能最大化,进气门便会很早打开,并且张开到最大程度,这样就会有更多空气和燃料混合气体进入发动机。而在转速较低和扭矩需求较小时,进气门张开的就小,而且较晚。并由此减少功率损耗,提高燃料燃烧的稳定度和纯度。即便在空转时,这一措施也能够降低 13% 的能耗。

2006 VTG
911 Turbo 3.6 (997)

接下来就是 2006 年可变几何涡轮(VTG)的成功研发。它的作用就是能够更充分将尾气中蕴藏的能量运用到涡轮增压器当中。如果有大量尾气进入涡轮机,比如在高速公路行驶时,涡轮机前的一个电子调节器会打开导向叶片。此时,空气的多少就等同于性能的大小。而相反的,在低转速时导向叶片则会打开的较小。当驾驶者在汽车低速行驶时踩油门时,张开角度较小的叶片可以起到加速气流的效果,更快到达涡轮。自从有了可变几何涡轮增压系统,涡轮增压发动机的扭矩曲线犹如一座陡峭的悬崖,急速上升,直抵弧顶。

2009 直喷
911 Turbo 3.8 (997)

2009 年 Porsche 首次运用汽油直喷技术。911 Turbo 的功率也因此提升至 368 kW (500 马力)。汽油直喷入汽缸,可以起到节省燃料的作用。这样就可以不通过气节门控制发动机的功率。直喷进的燃料可以降低燃烧室的温度,以达到压缩气体的效果。同时搭配 Porsche 双离合器变速箱(PDK),每百公里油耗可以降低近 1 升。

2013 起停功能
911 Turbo (991)

对于最新款的 Turbo,将标准油耗控制在 10 升以内的同时提升发动机功率和气门开关性能便是其目标。当汽车遇到红灯时,新款的发动机就会停转并进入滑行模式,同时脱离离合器。此时的汽车就像一匹被驯化得很温顺的老马,可只要轻轻点一脚油门,560 马力的恐怖功率就会在瞬间被释放出来。