高压手段

 “Turbo”曾经的含义是猛烈释放力量,而今天则多指涡轮增压发动机,无论在燃油效率还是运行特性方面,该发动机均已树立了标杆。

  

外观看起来像蜗牛壳,但它却能让发动机健步如飞:涡轮增压器最先由保时捷在上世纪七十年代初期用来提升发动机性能。1973 年,随着势不可挡的 917/30 在赛车运动中接受火的洗礼,该项技术通过了实战考验:这辆搭载 809 kW(1,100 hp)的双座敞篷赛车在北美洲的加美挑战杯(CanAm)上遥遥领先。仅仅一年之后,这项在当时对跑车来说独一无二的技术便首次运用在保时捷量产车型中。911 Turbo 以其最初的 191 kW(260 hp)动力,也让这一品牌当年一跃进入高性能跑车制造商的精英圈。

该车型的内部编号为 930,保时捷起初仅计划生产 500 台量产车型,也就是为了通过赛车规范批准所需的数量。然而,市场上对这位尾翼宽大的竞速健将的需求量可谓令人欣喜,保时捷很快改变了策略。1977 年,首款 911 Turbo 的进化版诞生,排量从 3.0 升提升至 3.3 升,发动机功率也提升至 220 kW(300 hp)。直到 1988 年,除了一些细微调整以外,930 几乎一直保持原样供应于市场。930 为涡轮增压技术的成功奠定了坚固的基石,而 911 系列的 992 一代则为该技术掀开了新的篇章。

时至今日,利用涡轮增压器提升性能的基本原理仍保持不变:在点火和完成冲程之后,燃烧后的混合物会以极大的压力通过排气门排出至排气管,并在该处推动涡轮以高速旋转。涡轮通过一根轴与压缩机轮相连接,压缩机轮则负责在进气侧将新鲜空气送入燃烧室,以确保高效燃烧。原理就是这样简单。

但是这项技术也有它的缺点,例如增压器所产生的高温:螺旋状的涡轮外壳温度可能升高到将近 1,000 摄氏度,因此必须采取相应的隔热措施,并且必须涵盖压缩机侧。这是因为,在理想状态下,增压空气进入气缸之前不应高出环境温度 20 度以上。如果温差过大,便会损失过多密度,进而影响燃烧过程。此外,增压压力控制和加压过程也属于高难度挑战。

自 1974 年以来,涡轮增压技术经历了飞跃发展,其中保时捷功不可没。经过了几十载,Turbo一词在祖文豪森已成为顶尖科技的代名词,每一代 911 Turbo 车型也是名副其实的顶级车型。这项技术也确立了其省油、低排放和成熟平稳的特质。而最令人赞叹的成就,也许是涡轮增压发动机的响应性能达到了排量更大的自然进气发动机的水平。保时捷成功地驯服了爆发性地“力量释放”。

保时捷 911 Turbo (930)

1974 年的始祖车型便配备了当时仅用于赛车领域的废气超压阀(废气旁通阀)。凭借 0.8 bar 的最高增压压力, 该车型可发挥 191 kW(260 hp)的动力,当发动机转速达到 3,500 rpm 时,推动力可谓骤然爆发。 1977 年的改款车型性能提升至 221 kW(300 hp),采用加大的压缩机轮以及一台用于冷却进气空气 的增压空气冷却器——对于当时的乘用车来这说又是一项新创举。

类型:单涡轮
排量:3,299 cm3
最大增压压力:0.8 bar
功率:300 hp
最高扭矩:412 至 430 Nm

保时捷 959

959 于 1983 年作为概念车“Gruppe B”(B 组)在法兰克福车展上首次亮相,三年之后作为公路版跑车上市。 保时捷以这款车型展示了涡轮增压技术的未来潜能。四轮驱动的超级跑车采用极为复杂的连续增压技术, 并配备了两台尺寸不同的涡轮增压器。较小的一台在转速较低时便开始增压。 该车型中还采用了由保时捷自行研发的电子增压调节技术。此外,四缸发动机还配有水冷式气缸盖。

类型:双涡轮(串联式)
排量:2,850 cm3
最大增压压力:1.0 bar
功率:450 hp
最高扭矩:500 Nm

959 让人体会到技术的无限可能。

保时捷 911 Turbo 3.3 (964)

拥有 235 kW(320 hp)的 911 Turbo 964 系列在 1991 年首先沿用了前代车型的 3.3 升发动机。 该车型除了采用三元金属催化转换器执行复杂的废气后续处理之外,还在旁通排气口额外配备一个催化转化器, 因此得以达到严格的排放标准要求。此外,车型还使用由压力控制的图谱燃油喷射系统,并将增 压空气冷却器加大 50%。1993 年推出 3.6 升版,在将性能提高至 265 kW(360 hp)的同时也降低了油耗量。

类型:单涡轮
排量:3,299 cm3
最大增压压力:0.8 bar
功率:320 hp
最高扭矩:450 Nm

保时捷 911 Turbo (993)

1995 年推出的 993 系列 911 Turbo 是最后一款风冷车型,保时捷在此首次将双涡轮技术应用在量产车型中。 但是这里的涡轮增压器不同于 959,将串联连接改为并联连接。两台增压器分别为 3.6 升六缸发动机的每一排气缸 提供增压冷却。另一创新之处在于将废气旁通阀整合至涡轮增压器中。这款 911 Turbo 是当时排放最低的车型, 之后在 1997 推出的 Turbo S 也是如此;其跑车版本 911 GT2 功率高达 330 kW(450 hp)。

类型:双涡轮
排量:3,600 cm3
最大增压压力:0.8 bar
功率:408 hp
最高扭矩:540 Nm

保时捷 911 Turbo S (996)

1997 年上市的 996 系列在 2001 年推出 Turbo 车型,并掀开了全新的篇章:所有发动机,包括全新的 3.6 升涡 轮增压发动机,均采用水冷技术。Turbo 和 Turbo S(2004 年款)拥有 VarioCam 升级版,并搭载额外的冲程控制, 实现更灵活的气门驱动。这台涡轮增压发动机以 1998 年勒芒冠军车 911 GT1 的发动机为基础。Turbo S 的标准 配置中便包含了保时捷陶瓷复合制动系统(PCCB),还可选装 Tiptronic S 变速箱。S 车型 330 kW(450 hp) 的强大动力归功于加大型增压器、更高效的增压空气冷却器和经改进的催化转化器。

类型:双涡轮
排量:3,600 cm3
最大增压压力:0.9 bar
功率:450 hp
最高扭矩:620 Nm

跟保时 捷 993  一样,996 也采用 两台并联式涡轮 增压器。

 

保时捷 911 Turbo (997)

2006 年,997 系列的 911 Turbo 为汽车世界带来一个惊喜:保时捷在汽油车型上应用了带有可变几何涡轮(VTG) 的增压器。可变几何涡轮意味着导向叶片可具有不同的间隙角。在低转速下,废气气流中的导向叶片角度较陡, 因此会提早开始增压。虽然这项技术在柴油发动机中已经纯熟,但是保时捷必须针对 911 Turbo 的汽油发动机重新进行研发。 尤其是汽油发动机的温度比柴油发动机高出许多,因此必须使用来自航空领域的材料。

类型:双涡轮
排量:3,600 cm3
最大增压压力:1.0 bar
功率:480 hp
最高扭矩:620 Nm(含超级增压调节)

保时捷 911 Turbo S (992)

涡轮增压技术的发展在 992 系列中达到目前的巅峰:911 Turbo S 的新型发动机将可变几何涡轮型增压器与 废气旁通阀融为一体,同时该增压器采用对称式排列并加大。这一新技术的优势在于:当发动机冷起动之后, 催化转化器通过电子调节式旁路直接加热,会更快速地升温。如此也有益于提升效率:在油门全开时将自 动降低废气背压,以减少气缸中干扰燃烧的废气。

类型:双涡轮
排量:3,800 cm3
最大增压压力:1.4 bar
功率:650 hp
最高扭矩:800 Nm

保时捷 911 Turbo S Coupé
燃油消耗量 市区:15.5 升/100 km
郊区:8.6 升/100 km
综合:11.1 升/100 km
二氧化碳排放量 综合:254 克/km

Klaus-Achim Peitzmeier
Klaus-Achim Peitzmeier

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